JPWO2011155396A1 - 積層体の製造方法 - Google Patents

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Abstract

本発明は、シール部が、一方の基板上の周辺部に第2の硬化性樹脂組成物を塗布することによって形成され、第1の硬化性樹脂組成物の供給時から積層前駆体を第2の圧力雰囲気下に置くまでの段階における前記第2の硬化性樹脂組成物の粘度が800〜5000Pa・sであり、前記積層前駆体を前記第2の圧力雰囲気下に置いた後の、前記シール部の幅が0.8〜3.0mmであり、かつ、前記シール部の断面形状における高さ/幅の比が0.05〜1であり、前記減圧雰囲気下にて、一対の基板間に第1の硬化性樹脂組成物を挟持し、密封した時点における前記シール部の高さ(H)と、前記積層前駆体を前記第2の圧力雰囲気下に置いた後の前記シール部の高さ(h)と、の比(H/h)が1.05〜2.5である積層体の製造方法に関する。

Description

本発明は、一対の基板と、該一対の基板間に存在する硬化性樹脂組成物の硬化物の層とを有する積層体の製造方法に関する。
本発明の方法で製造される積層体は、合わせガラス、前面パネルを光学接合した画像表示装置、より具体的には、前面パネルを光学接合した液晶表示装置(LCD)、有機ELや無機ELといったEL(エレクトロルミネッセンス)表示装置、プラズマ表示装置、電子インク型画像表示装置といったフラットパネルディスプレイ(FPD)、保護板を光学接合した薄層太陽電池デバイス、タッチパネルの保護板等の用途に好適である。
一対のガラス基板を接着層を介して一体化した合わせガラスは、破損したガラス破片がフィルムに付着して飛散しないことから自動車の風防ガラスとして使用され、また、貫通し難く強度に優れることから建物の窓ガラス(安全ガラス、防犯ガラス)として使用されている(特許文献1,2参照)。
また、液晶パネルの破損防止および光反射の防止の観点から、透明な保護板と液晶パネルの偏光板との間に透明な中間膜を封入した前面パネルを前面に設けた液晶表示装置が知られている(特許文献3参照)。
また、受光面となる透明な表面材と裏面材との間に樹脂等の封止材にて封止された太陽電池デバイスを有する太陽電池モジュールが知られている(特許文献4参照)。
このように、一対の基板と、該一対の基板間に存在する硬化性樹脂組成物の硬化物の層とを有する積層体には、様々な技術分野で需要が存在する。
このような積層体の製造方法は多数提案されているが、特許文献1,2に記載されている方法が、使用する基板の種類が限定されず、基板間に挟持されて、中間層をなす硬化性樹脂組成物の種類の自由度が大きく、中間層を形成するための資源を有効に利用でき、生産性に優れ、環境負荷が小さいという点から優れている。
この方法では、一方の基板上の周辺部に硬化性樹脂組成物を封じ込めるためのシール部を形成した後、基板上のシール部で囲まれた領域に硬化性樹脂組成物を供給する。次に、減圧雰囲気下にて一方の基板上に他方の基板を重ね合わせることにより、一対の基板間に硬化性樹脂組成物を挟持して密封する。
次いで、硬化性樹脂組成物が挟持され、密封された一対の基板を前述した減圧雰囲気よりも高い圧力雰囲気下(例えば、大気圧下)に置く。雰囲気圧力の上昇により、一対の透明基板同士が密着する方向に押圧されると同時に、密閉された空間に残留する気泡の体積がその雰囲気の差圧に応じて縮減することから、一対の基板とシール部で密閉された密閉空間における減圧の空間に硬化性樹脂組成物が流動していき、密閉空間全体が硬化性樹脂組成物によって均一に充填される。この後、硬化性樹脂組成物を硬化させることにより積層体を得る。
国際公開第2008/081838号公報 国際公開第2009/016943号公報 日本国特開2009−205065号公報 日本国特開平11−87743号公報
上述したように、特許文献1,2に記載の積層体の製造方法は、減圧雰囲気下で一対の透明基板間に硬化性樹脂組成物を挟持して、密封した後、前述した減圧雰囲気よりも高い雰囲気圧力下(例えば、大気圧下)に置くことで、密閉空間全体が硬化性樹脂組成物によって均一に充填された状態にした後、硬化性樹脂組成物を硬化させることにより積層体を得るものであるが、硬化性樹脂組成物を硬化する時点で該硬化性樹脂組成物中に気泡が存在すると、該硬化性樹脂組成物を硬化させた樹脂層中に気泡が残留することとなる。積層体の用途に応じた基準値以上の大きさの気泡が樹脂層中に残留すると、積層体の泡欠点となるので問題となる。
特許文献1,2に記載の積層体の製造方法において、透明基板間に挟持される硬化性樹脂組成物の厚さが不均一だと、積層体が変形するおそれがあるので問題である。
フラットパネルディスプレイ(FPD)の前面パネル板、薄層太陽電池デバイス、タッチパネルの保護板といった用途では、より大型の積層体を製造することが求められており、積層体の製造に使用する透明基板についても、軽量化の観点から、より厚さが小さいガラス基板の使用が求められているが、厚さが小さいガラス基板を用いて大型の積層体を製造する際に、ガラス基板間に挟持される硬化性樹脂組成物の厚さが不均一になると、ガラス基板に歪みが生じることによって、積層体が変形するので問題である。
また、フラットパネルディスプレイ(FPD)の前面パネル板として用いられる積層体の場合、透明基板間に挟持される硬化性樹脂組成物の厚さが不均一だと、該硬化性樹脂組成物を硬化させた樹脂層でも厚さの不均一が残り、光学ひずみ等の問題が生じるおそれがある。
また、フラットパネルディスプレイ(FPD)の前面パネル板の場合、ディスプレイの有効表示領域の外周部とパネルの外周部との間の領域(該領域にシール部が形成される)の幅が狭く、シール部の形成に用いる硬化性樹脂組成物が有効表示領域側にはみ出すと画像に歪が生じるため、シール部の幅を狭くし、シール部の形成に用いる硬化性樹脂組成物が有効表示領域側にはみ出さないようにすること、すなわち、シール部の形成に用いる硬化性樹脂組成物がシール部から内側にはみ出さないようにすること、が求められる。
シール部の高さについては、透明基板間に挟持された樹脂層の厚みに応じた所定の高さを有することが必要となるので、シール部はその高さに対して幅が狭い形状とすること、すなわち、シール部の断面形状における高さ/幅の比を大きくすることが求められている。
本発明は、上記した従来技術の問題点を解決するため、下記(1)〜(4)を満たす積層体を製造することができる新規の方法を提供することを目的とする。
(1)泡欠点のない積層体
(2)樹脂層の厚さが均一である積層体
(3)シール部の幅が狭く、かつ、該シール部の断面形状における高さ/幅の比が大きい積層体
(4)シール部の形成に用いる硬化性樹脂組成物がシール部から内側にはみ出すことを抑制された積層体
上記の目的を達成するため、本発明は、すくなくとも一つが透明基板である2枚の基板を準備し、前記一方の基板上の周辺部に第1の硬化性樹脂組成物を封じ込めるためのシール部を形成し、前記シール部で囲まれた領域に前記第1の硬化性樹脂組成物を供給し、減圧雰囲気下にて前記第1の硬化性樹脂組成物の上に他方の基板を重ね合わせて、一対の基板間に前記第1の硬化性樹脂組成物を挟持し、密封して積層前駆体を得、該積層前駆体を前記減圧雰囲気よりも雰囲気圧力が高い第2の圧力雰囲気下に置き、該第2の圧力雰囲気下にて、前記第1の硬化性樹脂組成物を硬化させる積層体の製造方法であって、
前記シール部が、前記一方の基板上の周辺部に第2の硬化性樹脂組成物を塗布することによって形成され、
前記第1の硬化性樹脂組成物の供給時から前記積層前駆体を前記第2の圧力雰囲気下に置くまでの段階における前記第2の硬化性樹脂組成物の粘度が800〜5000Pa・sであり、
前記積層前駆体を前記第2の圧力雰囲気下に置いた後の、前記シール部の幅が0.8〜3mmであり、かつ、前記シール部の断面形状における高さ/幅の比が0.05〜1であり、
前記減圧雰囲気下にて、一対の基板間に第1の硬化性樹脂組成物を挟持し、密封した時点における前記シール部の高さ(H)と、前記積層前駆体を前記第2の圧力雰囲気下に置いた後の前記シール部の高さ(h)と、の比(H/h)が1.05〜2.5である積層体の製造方法を提供する。
本発明の積層体の製造方法において、前記第2の硬化性樹脂組成物の塗布時の粘度が10〜750Pa・sであることが好ましい。
本発明の積層体の製造方法において、前記シール部で囲まれた領域に前記第1の硬化性樹脂組成物を供給する前に、前記第2の硬化性樹脂組成物を半硬化させることが好ましい。
本発明の積層体の製造方法において、前記第2の圧力雰囲気下にて前記第1の硬化性樹脂組成物を硬化させる際に、前記第2の硬化性樹脂組成物を硬化させてもよく、前記積層前駆体を前記第2の圧力雰囲気下に置いた後、前記第1の硬化性樹脂組成物を硬化させる前に、前記第2の硬化性樹脂組成物を硬化させてもよい。
本発明の積層体の製造方法において、形成されるシール部の角部付近において、前記第2の硬化性樹脂組成物の塗布幅が他の塗布幅に比べて細くなるように、前記一方の基板上の周辺部に第2の硬化性樹脂組成物を塗布することが好ましい。
本発明の積層体の製造方法において、前記第2の硬化性樹脂組成物の塗布時におけるシール部の角部内縁側の位置が、前記積層前駆体でのシール部の角部の内縁側の位置よりも基板の外縁側にくるように、前記一方の基板上の周辺部に第2の硬化性樹脂組成物を塗布することがより好ましい。
本発明の積層体の製造方法において、前記一対の基板のうち、すくなくとも一つが、厚さ0.1〜3mmのガラス基板であることが好ましい。
本発明の積層体の製造方法において、前記第1の硬化性樹脂組成物の粘度が0.2〜50Pa・sであることが好ましい。
本発明の積層体の製造方法において、前記一対の基板と前記シール部とで密封された領域内に存在する第1の硬化性樹脂組成物の層の厚さが30〜3000μmであることが好ましい。
本発明の積層体の製造方法では、シール部の断面形状における高さ/幅の比が大きく、シール部の幅が狭い積層体を製造することができるため、シール部で囲まれた領域を広くすることが求められるFPDの前面パネル板として用いられる積層体を製造するのに好適である。
本発明の積層体の製造方法では、硬化性樹脂組成物を硬化する時点で該硬化性樹脂組成物中に、該積層体の用途に応じた基準値以上の大きさの気泡が存在しない状態とすることができるため、泡欠点が存在しない高品質の積層体を製造することができる。
本発明の積層体の製造方法では、透明基板間に挟持される硬化性樹脂組成物の厚さを均一にすることができるため、製造された積層体をFPDの前面パネル板として用いる場合に、光学ひずみ等の問題が生じることがない。
また、透明基板間に挟持される硬化性樹脂組成物の厚さを均一にすることができるため、透明基板として厚さ0.1〜3mmの薄板ガラスを使用した場合であっても、積層体が変形することがない。
図1は、基板の平面図であり、基板上の周辺部にシール部が形成されている状態を示した図である。 図2は、ニュートン流体を一対の基板で挟持した状態で、荷重Fで加圧した際の圧力分布を示した模式図である。 図3(a)、3(b)、3(c)および3(d)は、真空積層実施後と減圧雰囲気解除後の積層前駆体の状態を示した模式図である。図3(a)および3(b)は、真空積層実施後のシール部の高さの減少量が2.5よりも大きい場合について、積層体前駆体の状態を示した図であり、図3(a)は真空積層実施後の状態を示した図であり、図3(b)は減圧雰囲気解除後の状態を示した図である。図3(c)および3(d)は、真空積層実施後のシール部の高さの減少量が1.05〜2.5の範囲内の場合について、積層体前駆体の状態を示した図であり、図3(c)は真空積層実施後の状態を示した図であり、図3(d)は減圧雰囲気解除後の状態を示した図である。 図4(a)および4(b)は、真空積層の実施によるシール部の形状変化を示した模式図であり、図4(a)は真空積層実施前の状態を示しており、図4(b)は真空積層実施後の状態を示している。 図5(a)および(b)は、本発明の積層体の製造方法における第2の硬化性樹脂組成物の塗布形態の好適例を説明するための図であり、図5(a)は真空積層実施前の状態を示しており、図5(b)は真空積層実施後の状態を示している。 図6(a)および(b)は、本発明の積層体の製造方法における第2の硬化性樹脂組成物の塗布形態の別の好適例を説明するための図であり、図6(a)は真空積層実施前の状態を示しており、図6(b)は真空積層実施後の状態を示している。 図7(a)は、塗布幅一定で第2の硬化性樹脂組成物を塗布した場合について、真空積層実施後のシール部の形状を示した模式図であり、図7(b)はシール部の角部の部分拡大図である。 図8は、第2の硬化性樹脂組成物の塗布形態の好適例にしたがって、第2の硬化性樹脂組成物を塗布した場合の真空積層実施後のシール部の形状を示した模式図である。
以下、図面を参照して本発明の積層体の製造方法について説明する。
本発明の積層体の製造方法では、一対の基板のうち、一方の基板上の周辺部に第1の硬化性樹脂組成物を封じ込めるためのシール部を形成する。図1は、基板の平面図であり、基板10上の周辺部にシール部20が形成されている状態を示している。
[基板]
本発明の積層体の製造方法では、後述するように、硬化性樹脂組成物として、光硬化性樹脂組成物を使用することが好ましいことから、一対の基板のうち、少なくとも1つが透明基板である。この場合、一対の基板のうち、一方のみが透明基板で他方が不透明な基板であってもよく、両方の基板が透明基板であってもよい。ここで、一方が透明基板で他方が不透明な基板とする場合、透明基板の周辺部にシール部を形成してもよく、不透明な基板の周辺部にシール部を形成してもよい。
なお、透明基板の周辺部には黒枠などの印刷部が設けられていてもよい。
透明基板は、透明、すなわち、可視光透過性を有する基板である限り特に限定されない。透明基板の具体例としては、ガラス基板および透明樹脂基板が例示される。これらの中でも、ガラス基板が、透明性、耐光性、低複屈折性、高い平面精度、耐表面傷付性、高い機械的強度を有する点から好ましい。
ガラス基板の材料としては、ソーダライムガラスの他、より鉄分が低く青みの小さい高透過ガラス(白板)、ホウケイ酸ガラス等が挙げられる。
透明樹脂基板の材料としては、透明性の高い樹脂材料(ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート等)が挙げられる。
また、透明基板は、少なくとも可視光透過性を有している限り、光を散乱させたり、屈折させたりする目的で基板表面に微細な凹凸加工が施されているものや、基板表面に遮光印刷が施されているものであってもよい。
また、透明基板が複数枚張り合わせてあるものや、光学フィルムなどが貼合されている透明基板を一体の透明基板として用いることもできる。
また、透明基板を構成要素の一部として含む構造体も透明基板として用いることができる。このような透明基板を構成要素の一部として含む構造体の具体例としては、液晶表示装置(LCD)、有機ELや無機ELといったEL(エレクトロルミネッセンス)表示装置、プラズマ表示装置、電子インク型画像表示装置といったフラットパネルディスプレイ(FPD)、薄層太陽電池デバイス、タッチパネル等が挙げられる。
一対の基板のうち、一方を不透明な基板とする場合、不透明な基板の具体例としては、ステンレス等の金属材料製の基板、セラミックス材料製の基板、可視光を吸収する充填剤を基板中に分散することによって遮光された樹脂基板等が例示される。
なお、一対の基板の両方を透明基板とする場合、一対の透明基板は、同一の材料で形成されていてもよいし、異なる材料で形成されていてもよい。すなわち、一対の透明基板の両方がガラス基板または透明樹脂基板であってもよく、一対の透明基板のうち、一方がガラス基板で他方が透明樹脂基板であってもよい。
基板の厚さは、特に限定されないが、透明基板の場合、機械的強度、透明性の点から、ガラス基板の場合は通常厚さ0.1〜6mmであり、透明樹脂基板の場合は通常厚さ0.1〜3mmである。本発明の方法により製造される積層体をFPDの前面パネル板として使用する場合、厚さ0.1〜3mm、さらに厚さ0.4〜1.5mmのガラス基板を用いることが好ましい。
一方、不透明な基板の場合、機械的強度、薄型軽量化の点から通常厚さ0.4〜4mmである。
なお、一対の基板の厚さは互いに同一であってもよく、異なっていてもよい。
基板の表面、より具体的には、周辺部にシール部を形成する側の表面は、該シール部との界面接着力を向上させるために表面処理が施されていてもよい。ここで、表面処理は基板の周縁部のみに施してもよく、基板の表面全体に施してもよい。
表面処理の方法としては、基板の表面をシランカップリング剤で処理する方法等が挙げられる。
[シール部]
シール部は、該シール部に囲まれた領域に供給され、その後、減圧雰囲気下にて一対の基板間に挟持され密封される第1の硬化性樹脂組成物を封じ込める目的で設けられることから、本発明の積層体の製造過程において該シール部で囲まれた領域に供給された第1の硬化性樹脂組成物が漏れ出さない程度以上の界面接着力を有する。
また、後述する手順で真空積層を実施した際に、シール部が粘性を有することで、その高さがある程度減少することによって、第1の硬化性樹脂組成物の漏れ出しを防止する一方で、一対の基板間に挟持された第1の硬化性樹脂組成物の層の厚さが不均一になることを防止するために、該シールは高粘度であることが求められる。
本発明の積層体の製造方法では、第2の硬化性樹脂組成物として、高粘度の硬化性樹脂組成物を一方の基板の周辺部に所定の線幅および高さになるように、ディスペンサ等を用いて塗布することによって、上記の性能を有するシール部を形成する。
本発明の方法で製造される積層体は、後述する手順で減圧雰囲気を解除した後のシール部の幅が0.8〜3mmであり、該シール部の断面形状における高さ/幅の比が0.05〜1であるが、第2の硬化性樹脂組成物の塗布時には以下の点に留意する必要がある。
(1)塗布後の第2の硬化性樹脂組成物は、その高さが低くなり、線幅が広くなるように、その形状が経時的に変化するので、後述する手順で真空積層を実施する際に、シール部が所定の幅および高さになるように、塗布時の第2の硬化性樹脂組成物の線幅および高さを設定する点に留意する。
(2)本発明の積層体の製造方法では、後述する手順で減圧雰囲気を解除した際に、シール部の高さがわずかに減少するように、真空積層実施時におけるシール部の高さ(H)と、減圧雰囲気を解除した後のシール部の高さ(h)と、の比(H/h)を設定する。これにより、減圧雰囲気を解除した後のシール部は、真空積層実施時におけるシール部に比べて、その高さが低くなり、幅が広くなる。このため、後述する手順で減圧雰囲気を解除した後で、シール部が所定の幅および高さになるように、真空積層実施時におけるシール部の幅および高さを設定する点に留意する。
第2の硬化性樹脂組成物は、少なくとも、第1の硬化性樹脂組成物の供給時から後述する手順で減圧雰囲気を解除するまでの段階の粘度(以下、本明細書において、「塗布後の第2の硬化性樹脂組成物の粘度」と言う場合がある。)が800〜5000Pa・sである。なお、塗布後の第2の硬化性樹脂組成物の粘度が上記範囲であることが求められる理由については後述する。
しかしながら、第2の硬化性樹脂組成物の塗布時の粘度が上記範囲、すなわち、800〜5000Pa・sであると、所定の幅および高さになるように該第2の硬化性樹脂組成物を塗布することが困難となる場合がある。
上述したように、本発明の方法で製造される積層体は、後述する手順で減圧雰囲気を解除した後のシール部の幅が0.8〜3mmである。ディスペンサ等を用いて第2の硬化性樹脂組成物を塗布した場合、上述したように、その高さが低くなり、線幅が広くなるように、その形状が経時的に変化する。そのため、減圧雰囲気解除後のシール部の幅を0.8〜3mmとするためには、塗布時の第2の硬化性樹脂組成物の線幅を上記のシール部の幅よりも狭くし、かつ、第2の硬化性樹脂組成物の塗布に要する時間をできるだけ短くする。
しかしながら、ディスペンサ等の細いノズルから高粘度の第2の硬化性樹脂組成物を速い流速で吐出するためには、高圧で吐出する必要があり、工業的規模で塗布することが困難となる場合がある。
また、ディスペンサ等を用いて高粘度の硬化性樹脂組成物を塗布する際、ディスペンサノズルの先端から吐出が開始されるまでに遅れが生じるため、塗布時の硬化性樹脂組成物の線幅を制御することが困難である。
但し、塗布時の硬化性樹脂組成物の粘度が低すぎると、塗布後の硬化性樹脂組成物の経時的な形状変化が顕著となるため、真空積層実施時においてシール部を所定の幅および高さにすることが困難となる場合がある。
このため、本発明の積層体の製造方法では、塗布時の第2の硬化性樹脂組成物の粘度を10〜750Pa・sとすることが好ましい。
塗布時の第2の硬化性樹脂組成物の粘度が上記範囲であれば、硬化性樹脂組成物の塗布性に優れており、かつ、塗布後の硬化性樹脂組成物の経時的な形状変化が顕著となることがない。
本発明の積層体の製造方法において、塗布時の第2の硬化性樹脂組成物の粘度は30〜600Pa・sであることがより好ましい。
但し、使用する塗布手段、塗布条件等の選択により、上述した高粘度の硬化性樹脂組成物の塗布時の問題を解消できる場合、上述した塗布後の粘度範囲のままで第2の硬化性樹脂組成物を塗布してもよい。
本発明の積層体の製造方法において、塗布時の第2の硬化性樹脂組成物の粘度を10〜750Pa・sとし、塗布後の第2の硬化性樹脂組成物の粘度を800〜5000Pa・sとするには、第2の硬化性樹脂組成物として、常温での粘度が800〜5000Pa・sの硬化性樹脂組成物を選択し、第2の硬化性樹脂組成物を加熱して粘度を10〜750Pa・sとした状態で、該第2の硬化性樹脂組成物を塗布すればよい。塗布後、第2の硬化性樹脂組成物の温度が下がるにつれて、第2の硬化性樹脂組成物の粘度も上がり、上記で定義した塗布後の第2の硬化性樹脂組成物の粘度が800〜5000Pa・sとなる。なお本明細書において、「常温」とは「25℃」を意味する。
ここで、一対の基板同士の間隔を保持するために、所定の粒子径のスペーサ粒子を第2の硬化性樹脂組成物に配合してもよい。
なお、第2の硬化性樹脂組成物としては、後述する光硬化性樹脂組成物であって、常温における粘度が、上述した塗布後の粘度範囲(800〜5000Pa・s)を満たすものを用いることが好ましい。
第2の硬化性樹脂組成物の塗布によりシール部を形成する際には、以下の点に留意する必要がある。
シール部の形成に使用する第2の硬化性樹脂組成物は、上述したように、塗布後の第2の硬化性樹脂組成物は粘度が高いため、シール部で囲まれた領域に供給される第1の硬化性樹脂組成物に比べて、塗布後における経時的な形状変化がきわめて少ない。したがって、形成されたシール部に部分的な欠損や、シール部の幅が部分的に細くなる細化が生じた場合、これらの欠点を経時的な形状変化で解消することは困難である。
なお、後述する第2の硬化性樹脂組成物の塗布形態の好適例では、シール部の角部付近における塗布幅(すなわち、角部付近におけるシール部の幅)を、シール部の他の塗布幅に比べて細くしているが、シール部の形成に用いる硬化性樹脂組成物がシール部から内側にはみ出すことを抑制する目的でシール部の角部付近における塗布幅を細くする操作は、ここで言うシール部の部分的な細化には含まれない。
形成されたシール部に部分的な欠損や細化が生じた場合、後述する手順で真空積層を実施する前に、あるいは、真空積層の実施時に、シール部で囲まれた領域に供給された第1の硬化性樹脂組成物が該シール部よりも外側にはみ出すことによって、はみ出した部分のふき取りなどの追加工程が必要となり望ましくない。
また、シール部で囲まれた領域に供給された第1の硬化性樹脂組成物が該シール部よりも外側にはみ出すことによって、製造される積層体の意匠性が損なわれるおそれがある。
また、形成されたシール部に部分的な欠損や細化が生じた場合、後述する手順で減圧雰囲気の解除を実施した際に、一対の基板とシール部とで密閉された空間内に気体が侵入することによって、密閉空間内に存在する第1の硬化性樹脂組成物に大きな気泡が生じるおそれがある。
また、シール部を形成する際、塗布の始終点部分で硬化性樹脂組成物に重なりが生じた場合、経時的な形状変化によって解消することは困難である。そのため、後述する手順で真空積層を実施した際に、シール部の厚さが部分的に不均一になることによって、一対の基板とシール部とで密閉された空間内に存在する第1の硬化性樹脂組成物に大きな気泡が生じるおそれがある。また、重なりが生じた部分のシール部の幅が太くなることによって、製造される積層体の意匠性が損なわれるおそれがある。
したがって、第2の硬化性樹脂組成物の塗布によりシール部を形成する際には、第2の硬化性樹脂組成物を塗布した後、部分的な欠損、細化、重なりのような欠点の有無を検査することが好ましい。但し、欠点の大きさによっては、上述した問題を生じない場合もあるので、予め定めた許容範囲を超える大きさの欠点の有無を検査することが好ましい。
なお、許容可能な欠点基準としては以下の基準が考えられる。但し、許容可能な欠点の基準はこれに限定されず、必要に応じて適宜選択することができる。
(基準例)
以下の基準を満たす場合、積層体の製造上問題なしとする。
欠損:塗布線方向長さで欠損部の長さが、0.5mm未満、または、塗布高さの70%未満のうち小さい方。
細化:基準塗布幅に対し、塗布幅が80%未満の部分の長さ(塗布線方向長さ)が連続10mm未満。
重なり:塗布線方向長さの重なりが5mm未満。
欠点の検査方法は特に限定されない。具体例としては、例えば、塗布後の硬化性樹脂組成物における欠点の有無を目視により検査する方法、塗布後の硬化性樹脂組成物における欠点の有無を画像処理によって確認する方法が挙げられる。
欠点検査で基準値を超える欠点が見つからなかった場合、後述する手順にしたがって、基板上のシール部で囲まれた領域に硬化性樹脂組成物を供給する。
一方、欠点検査で基準値を超える欠点が見つかった場合、欠点が存在する個所に第2の硬化性樹脂組成物を塗布して欠点を補修した後、後述する手順にしたがって、基板上のシール部で囲まれた領域に硬化性樹脂組成物を供給すればよい。この場合、欠点の補修後、欠点検査を再度実施してもよい。
また、欠点の補修がコスト的に見合わない場合、欠点検査で基準値を超える欠点が見つかったものについては、補修を行うことなく廃棄してもよい。
なお、第2の硬化性樹脂組成物を半硬化させる場合、第2の硬化樹脂組成物を半硬化させる前に、上述したシール部の欠点検査、および、欠点の補修を行うことが好ましい。
次に、基板上のシール部で囲まれた領域に第1の硬化性樹脂組成物を供給する。
第1の硬化性樹脂組成物の供給量は、後述する手順で一対の基板間に第1の硬化性樹脂組成物を挟持し、密封した際に、一対の基板とシール部とで密閉された空間が第1の硬化性樹脂組成物によって充填されるだけの量にあらかじめ設定する。この際、第1の硬化性樹脂組成物の硬化収縮による体積減少をあらかじめ考慮して、第1の硬化性樹脂組成物の供給量を定めることができる。
本発明の積層体の製造方法では、後述する手順で一対の基板間に第1の硬化性樹脂組成物を挟持し、密封した際に、一対の基板とシール部とで密封された空間内に存在する第1の硬化性樹脂組成物の層の厚さが30〜3000μmであることが好ましい。その理由は、第1の硬化性樹脂組成物の層は、一対の基板間の接着剤としての機能だけでなく、該層に機械的強度や衝撃吸収性を持たせる機能を付与するために厚みが必要である一方、一般的には開口部材や表示部材に代表されるように薄型軽量化が要求されることから無用に厚くすることは好ましくないからである。
後述する手順で一対の基板間に第1の硬化性樹脂組成物を挟持し、密封した際に、一対の基板とシール部とで密封された空間内に存在する第1の硬化性樹脂組成物の層の厚さは、100〜1600μmであることがより好ましく、200〜800μmであることがさらに好ましい。特に、液晶用であると、第1の硬化性樹脂組成物の層の厚さは、100〜800μmであることがより好ましく、200〜400μmであることがさらに好ましい。
第1の硬化性樹脂組成物の供給方法としては、上記の手順でシール部が形成された基板を平置きにし、ディスペンサ等の供給手段によって、点状または線状に供給する方法が挙げられる。
本発明の製造方法においては、予め形成した積層体の間隙に硬化性樹脂を注入する従来の方法(例えば、日本国特開昭57−165411号公報、日本国特開2001−339088号公報に記載の方法)に比べ、比較的高粘度の硬化性樹脂組成物を第1の硬化性樹脂組成物として用いることができる。これにより、第1の硬化性樹脂組成物を硬化させる際の硬化収縮の低減、および、硬化後の樹脂層の機械的強度の向上を図ることができる。
第1の硬化性樹脂組成物は、粘度が0.2〜50Pa・sであることが、工業的に大量の硬化性樹脂組成物を製造、移送、塗布する工程で扱いやすいことから好ましい。
なお、ここで言う第1の硬化性樹脂組成物の粘度とは、本発明の積層体の製造方法の実施時の温度領域における粘度であり、特に、シール部で囲まれた領域に硬化性樹脂組成物を供給した後、後述する手順にしたがって真空積層を実施するまでの温度領域における粘度である。たとえば、これらの手順を常温で実施する場合、常温における硬化性樹脂組成物の粘度である。
第1の硬化性樹脂組成物は、粘度が1〜20Pa・sであることがより好ましい。
上記の粘度を満たす第1の硬化性樹脂組成物としては、以下に述べるような高分子量の硬化性化合物(オリゴマー等)を含む硬化性樹脂組成物を用いることができる。
高分子量の硬化性化合物は、硬化性樹脂組成物中の化学結合の数を少なくできることから、硬化性樹脂組成物を硬化させる際の硬化収縮が小さくなり、また、硬化後の樹脂層の残留応力を低減でき機械的強度を向上させることができる。一方で、高分子量の硬化性化合物の多くは、粘性が高い。そのため、硬化後の樹脂層の機械的強度を確保しつつ気泡の残存を抑制する点からは、高分子量の硬化性化合物に、より分子量の小さい硬化性モノマーを溶解させて粘度を調整することが好ましい。ただし、分子量の小さい硬化性モノマーを用いることによって、硬化性樹脂組成物の粘度は下がるが、硬化性樹脂組成物を硬化させる際の硬化収縮による残留応力が大きく、また、硬化後の樹脂層の機械的強度が低下する場合がある。
使用する硬化性樹脂組成物は光硬化性樹脂組成物が好ましい。光硬化性樹脂組成物は、熱硬化性樹脂組成物に比べ、少ない熱エネルギーにより短時間で硬化する。よって、本発明において光硬化性樹脂組成物を用いることによって、積層体を製造する際の環境負荷が小さくなる。また、光硬化性樹脂組成物を数分ないし数十分程度で実質的に硬化できることから積層体の生産効率が高い。
光硬化性樹脂組成物とは、光の作用により硬化反応を誘引して樹脂層を形成する材料である。光硬化性樹脂組成物としては、たとえば、下記のものが挙げられ、硬化後の樹脂層の硬度が高くなり過ぎない範囲で用いることができる。
・付加重合性の不飽和基を有する化合物と光重合開始剤とを含む組成物。
・1〜6個の不飽和基を有するポリエン化合物(トリアリルイソシアヌレート等)と、1〜6個のチオール基を有するポリチオール化合物(トリエチレングリコールジメルカプタン)とを、不飽和基とチオール基のモル数がおおむね等しくなる割合で含み、かつ光重合開始剤を含む組成物。
・エポキシ基を2個以上有するエポキシ化合物と光カチオン発生剤とを含む組成物。
光硬化性樹脂組成物としては、硬化速度が速く、硬化後の樹脂層の透明性が高い点から、アクリロイルオキシ基およびメタクリロイルオキシ基から選ばれる基(以下、(メタ)アクリロイルオキシ基と記す。)を有する化合物の少なくとも1種と、光重合開始剤とを含むものがより好ましい。
(メタ)アクリロイルオキシ基を有する化合物(以下、(メタ)アクリレート系化合物とも記す。)としては、1分子あたり(メタ)アクリロイルオキシ基を1〜6個有する化合物が好ましく、硬化後の樹脂層が硬くなり過ぎない点から、1分子あたり(メタ)アクリロイルオキシ基を1〜3個有する化合物が特に好ましい。
(メタ)アクリレート系化合物としては、硬化後の樹脂層の耐光性の点からは、芳香環をできるだけ含まない脂肪族または脂環式の化合物が好ましい。
また、(メタ)アクリレート系化合物としては、基板との界面接着力の向上の点からは、水酸基を有する化合物がより好ましい。水酸基を有する(メタ)アクリレート系化合物の含有量は、全(メタ)アクリレート系化合物のうち、15質量%以上が好ましく、20質量%以上がより好ましい。一方、水酸基を有する化合物は、硬化後の樹脂層の弾性率が高くなりやすく、特に水酸基を有する(メタ)アクリレートを用いる場合には、積層体の用途によっては、硬化後の樹脂層が硬くなり過ぎるおそれがある。例えば、フラットパネルディスプレイ(FPD)の前面パネル板に使用する場合は、硬化後の樹脂層が低弾性率であることが好ましいため、水酸基を有する(メタ)アクリレートの含有量は40質量%以下が好ましく、30質量%以下がより好ましい。
また、ガラス基板とポリカーボネートなどの樹脂基板との積層のように異種材料製の基板同士の積層においては、異なる表面エネルギーの基板表面において、樹脂層がいずれの基板に対しても好適に密着力を発現できるように低弾性率の粘着様態を示す樹脂層を用いることができる。
一方、薄いガラス基板と厚いガラス基板を積層する場合に、高弾性率で、かつ0.1mm以下の薄い樹脂層を設けることで積層体の機械的強度を高めることもでき、その場合には、水酸基を有する(メタ)アクリレートの含有量を60質量%以上とすることもできる。
(メタ)アクリレート系化合物は、比較的低分子の化合物(以下、(メタ)アクリレート系モノマーと記す。)であってもよく、繰り返し単位を有する比較的高分子量の化合物(以下、(メタ)アクリレート系オリゴマーと記す)であってもよい。
(メタ)アクリレート系化合物としては、(メタ)アクリレート系モノマーの1種以上からなるもの、(メタ)アクリレート系オリゴマーの1種以上からなるもの、(メタ)アクリレート系モノマーの1種以上と(メタ)アクリレート系オリゴマーの1種以上とからなるものが挙げられ、アクリレート系オリゴマーの1種以上からなるもの、またはアクリレート系オリゴマーの1種以上と(メタ)アクリレート系モノマーの1種以上とからなるものが好ましい。基板との密着性を高める目的では、アクリロイルオキシ基とメタクロイルオキシ基の一方または両方からなる硬化性官能基を1分子あたり平均1.8〜4個有するウレタン系オリゴマーと、水酸基の数が1個または2個である炭素数3〜8のヒドロキシアルキル基を有するヒドロキシアルキルメタクリレートを含有する硬化性樹脂組成物が特に好ましい。
また、積層体の用途が、フラットパネルディスプレイ(FPD)の前面パネル板の場合、硬化過程の樹脂の収縮などがフラットパネルディスプレイ(FPD)の表示性能に悪影響を及ぼさないように、硬化後の樹脂層がより低弾性率であることが好ましい。このため、(メタ)アクリロイルオキシ基からなる硬化性官能基を1分子あたり平均1.8〜4個有するオリゴマーと、水酸基の数が1個または2個である炭素数3〜8のヒドロキシアルキル基を有するヒドロキシアルキルメタクリレートと、水酸基を有さない(メタ)アクリレート系モノマーの1種以上を含有する硬化性樹脂組成物が好ましい。更には、水酸基を有さない(メタ)アクリレート系モノマーの総含有量が上記水酸基を有する(メタ)アクリレート系モノマーの含有量より質量比でほぼ同量、あるいはそれより大きいことがより好ましい。また、水酸基を有さない(メタ)アクリレート系モノマーの代わりに水酸基が1個である炭素数12〜22のヒドロキシアルキル基を有するヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート水酸基を用いることもできる。
(メタ)アクリレート系モノマーとしては、硬化性樹脂組成物が減圧装置内での減圧雰囲気下に置かれることを考慮すると、揮発性を充分抑制できる程度に低い蒸気圧を有する化合物が好ましい。硬化性樹脂組成物が、水酸基を有さない(メタ)アクリレート系モノマーを含有する場合、炭素数が8〜22のアルキル(メタ)アクリレート、比較的低分子量のポリエチレングリコールやポリプロピレングリコールなどのポリエーテルジオールのモノ(メタ)アクリレートやジ(メタ)アクリレートなどを用いることができ、炭素数が8〜22のアルキルメタクリレートが好ましい。
(メタ)アクリレート系オリゴマーとしては、繰り返し単位を2個以上有する鎖(ポリウレタン鎖、ポリエステル鎖、ポリエーテル鎖、ポリカーボネート鎖等)と(メタ)アクリロイルオキシ基とを有する分子構造の(メタ)アクリレート系オリゴマーが好ましい。
該(メタ)アクリレート系オリゴマーとしては、たとえば、ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーと呼ばれる、ウレタン結合(通常さらにポリエステル鎖やポリエーテル鎖を含む。)と2個以上の(メタ)アクリロイルオキシ基とを有する(メタ)アクリレート系オリゴマーが挙げられる。ウレタン(メタ)アクリレートは、ウレタン鎖の分子設計により、硬化後の樹脂層の機械的性能や基板との密着性などを幅広く調整できるためより好ましい。
第1の硬化性樹脂組成物として(メタ)アクリレート系オリゴマーの数平均分子量は、1000〜100000が好ましく、10000〜70000がより好ましい。数平均分子量が1000より小さいと、硬化後の樹脂層の架橋密度が高くなり樹脂層の柔軟性が損なわれるおそれがある。また数平均分子量が100000より大きいと未硬化の硬化性樹脂組成物の粘度が大きくなりすぎるおそれがある。(メタ)アクリレート系オリゴマーの粘度が高すぎる場合、(メタ)アクリレート系モノマーと併用して、硬化性樹脂組成物全体としての粘度を低下させることが好ましい。
一方、シール部の形成に使用する第2の硬化性樹脂組成物として使用する場合、常温における粘度を上述した塗布時の粘度範囲、または、上述した塗布後の粘度範囲に調整しやすいことから、硬化性基を有し、かつ数平均分子量が30000〜100000である硬化性オリゴマーの1種以上と、硬化性基を有し、かつ(メタ)アクリレート系モノマーの1種以上とを含み、モノマーの割合が、オリゴマーとモノマーとの合計(100質量%)のうち、15〜50質量%であるものが好ましい。
(メタ)アクリレート系オリゴマーは、硬化において反応性が高めることができるアクリレート系オリゴマーがより好ましい。
光重合開始剤としては、アセトフェノン系、ケタール系、ベンゾインまたはベンゾインエーテル系、フォスフィンオキサイド系、ベンゾフェノン系、チオキサントン系、キノン系等の光重合開始剤が挙げられ、アセトフェノン系またはフォスフィンオキサイド系の光重合開始剤が好ましい。短波長の可視光による硬化を行う場合は、光重合開始剤の吸収波長域からフォスフィンオキサイド系の光重合開始剤がより好ましい。吸収波長域の異なる2種以上の光重合開始剤を併用することでより硬化時間を速めることができ、シール部の形成に使用する第2の硬化性樹脂組成物においては表面硬化性を高めることができるので、より好ましい。
第1の硬化性樹脂組成物に使用する光重合開始剤と、第2の硬化性樹脂組成物に使用する光重合開始剤の光吸収波長が異なるようにすることにより、積層前駆体の側面からの光照射による第2の硬化性樹脂組成物の硬化を促進させることができる。この場合、第1の硬化性樹脂組成物に使用する光重合開始剤がより長波長の光を吸収するようにする。
光カチオン発生剤としては、オニウム塩系の化合物等が挙げられる。
光硬化性樹脂組成物は、必要に応じて、重合禁止剤、光硬化促進剤、連鎖移動剤、光安定剤(紫外線吸収剤、ラジカル捕獲剤等)、酸化防止剤、難燃化剤、接着性向上剤(シランカップリング剤等)、顔料、染料等の各種添加剤を含んでいてもよく、重合禁止剤、光安定剤を含むことが好ましい。特に、重合禁止剤を重合開始剤より少ない量含むことによって、光硬化性樹脂組成物の安定性を改善でき、硬化後の樹脂層の分子量を調整することもできる。
ただし、積層体の用途によっては、硬化後の樹脂層における光線の透過を妨げるおそれのある添加剤を含むことが好ましくない。一例を挙げると、積層体の用途が、フラットパネルディスプレイ(FPD)の前面パネル板や、薄層太陽電池デバイスの場合、前者については表示画像を形成するフラットパネルディスプレイ(FPD)からの出射光や反射光、後者については太陽光が硬化後の樹脂層を透過するため、それらの光線の透過を妨げるおそれのある添加剤を含むことが好ましくない。たとえば、紫外線吸収剤は、樹脂層を透過する太陽光の紫外線成分を吸収して薄層太陽電池デバイスに入射する光の量を低下させたり、フラットパネルディスプレイ(FPD)の表示画像の色調に悪影響を与えるおそれがある。しかし一方で、太陽光が透過する樹脂層には、耐光性、特に紫外線等の短波長の光に対する耐久性が要求される。よって、紫外線吸収剤等を含ませる場合は、その吸収特性、配合量等を適宜調整することが好ましい。
また、基板との密着性を高め、硬化後の樹脂層の弾性率を調整するためには、連鎖移動剤を含むことが好ましく、分子内にチオール基を有する連鎖移動剤が特に好ましい。好ましいチオール系の連鎖移動剤の一例は、n−ドデシルメルカプタンである。
重合禁止剤としては、ハイドロキノン系(2,5−ジ−t−ブチルハイドロキノン等)、カテコール系(p−t−ブチルカテコール等)、アンスラキノン系、フェノチアジン系、ヒドロキシトルエン系等の重合禁止剤が挙げられる。
光安定剤としては、紫外線吸収剤(ベンゾトリアゾール系、ベンゾフェノン系、サリチレート系等)、ラジカル捕獲剤(ヒンダードアミン系)等が挙げられる。
酸化防止剤としては、リン系、イオウ系の化合物が挙げられる。
光重合開始剤および各種添加剤としては、光硬化性樹脂組成物が減圧雰囲気下に置かれることから、比較的分子量の大きい、減圧下での蒸気圧の小さい化合物が好ましい。
次に、減圧雰囲気下において、上記の手順でシール部で囲まれた領域に供給された第1の硬化性樹脂組成物の上に他方の基板を重ね合わせる。これを達成するためには、一方の基板の表面のうち、上記の手順で第1の硬化性樹脂組成物が供給された側の表面が他方の基板の側に向いた状態で、一対の基板と他方の基板とを重ね合わせればよい。これにより、一対の基板間に第1の硬化性樹脂組成物が挟持されて密封された積層体前駆体が得られる。
以下、本明細書において、減圧雰囲気下において、シール部で囲まれた領域に供給された第1の硬化性樹脂組成物の上に他方の基板を重ね合わせる手順のことを単に「真空積層」と言う場合がある。
本発明の積層体の製造方法において、真空積層を実施する際、以下の点に留意する必要がある。
図2は、ニュートン流体を一対の基板で挟持した状態で、荷重Fで加圧した際の圧力分布を示した模式図である。ここで、ニュートン流体の半径をRとするとき、ニュートン流体の中心からの距離がrの位置における圧力Pは下記式で表わされる。
P=2×F/πR2×(R2−r2)/R2
したがって、ニュートン流体の中心部における圧力Pは2F/(πR2)となり、ニュートン流体の外縁部における圧力Pは0となる。
真空積層の実施時、一対の基板10a,10b間に挟持される第1の硬化性樹脂組成物30はニュートン流体として作用するので、第1の硬化性樹脂組成物30には図2に示すような圧力分布が生じる。そして、このような圧力分布が生じる結果、基板10a,10b間に挟持された第1の硬化性樹脂組成物30の厚さが不均一になるおそれがある。
圧力分布によって、基板10a,10b間に挟持された第1の硬化性樹脂組成物30の厚さが不均一になると、以下の問題が生じるおそれがある。
第1の硬化性樹脂組成物30を挟持する基板10a,10bとして、厚さが小さいガラス基板、例えば、厚さが3mm以下のガラス基板を使用している場合、ガラスの歪みが生じることによって、積層体が変形するおそれがある。
また、フラットパネルディスプレイ(FPD)の前面パネル板として用いられる積層体の場合、透明基板間に挟持される硬化性樹脂組成物の厚さが不均一だと、該硬化性樹脂組成物を硬化させた樹脂層でも厚さの不均一が残り、光学ひずみ等の問題が生じるおそれがある。
ここで、図2に示すような圧力分布が生じるのは、第1の硬化性樹脂組成物がニュートン流体として作用し、加圧によって外側へと広がるからである。したがって、基板の周辺部に形成したシール部によって、第1の硬化性樹脂組成物が外側へと広がるのを防止することができれば、第1の硬化性樹脂組成物に生じる圧力分布を抑制できることになる。
但し、シール部によって、第1の硬化性樹脂組成物が外側へと広がるのを防止するためには、シール部を構成する第2の硬化性樹脂組成物が、第1の硬化性樹脂組成物の供給時から後述する手順で減圧雰囲気を解除するまでの間、十分高い粘度を有していることが重要となる。具体的には、上記で定義した塗布後の第2の硬化性樹脂組成物の粘度が、800〜5000Pa・sである。
塗布後の第2の硬化性樹脂組成物の粘度が上記範囲を満たしていれば、真空積層実施時に一対の基板間に挟持された第1の硬化性樹脂組成物に生じる圧力分布を抑制することができ、第1の硬化性樹脂組成物の厚さが不均一になることを防止できる。
本発明の積層体の製造方法において、塗布後の第2の硬化性樹脂組成物の粘度が、1000〜5000Pa・sであることが好ましい。
上述したように、使用する塗布手段、塗布条件等の選択により、高粘度の硬化性樹脂組成物の塗布時の問題を解消できる場合、上述した塗布後の粘度範囲(800〜5000Pa・s)のままで第2の硬化性樹脂組成物を塗布することが可能である。
しかしながら、このような場合、第2の硬化性樹脂組成物として、比較的粘度が低いものを選択することになる。具体的には、25℃における粘度範囲が800〜3000Pa・s程度のものを選択することになる。
第2の硬化性樹脂組成物として、上記のような比較的粘度が低いものを選択する場合には、第2の硬化性樹脂組成物を塗布した後、第1の硬化性樹脂組成物を供給する前に、第2の硬化性樹脂組成物を半硬化させて、該第2の硬化性樹脂組成物の粘度を高めることが好ましい。
本明細書において半硬化とは、硬化反応が進行することによって、第2の硬化性樹脂組成物の粘度が上昇しているが、さらに硬化反応を進行させることが可能な状態を指す。半硬化の指標としては、ゲル分率を用いることができる。第2の硬化性樹脂組成物として、後述する(メタ)アクリレート系化合物を含む光硬化性樹脂組成物であって、常温での粘度が800〜3000Pa・sであるものを用いる場合、半硬化させた際のゲル分率が10〜80%となることが好ましい。
また、半硬化による粘度の上昇の指標としては、第2の硬化性樹脂組成物の塗布後における、塗布線幅の広がりを用いることもできる。第2の硬化性樹脂組成物として、後述する(メタ)アクリレート系化合物を含む光硬化性樹脂組成物であって、常温での粘度が800〜3000Pa・sであるものを用いる場合、塗布60秒後から120秒間の塗布線幅の広がりが、半硬化しなかったものと比較して60%以下となることが好ましい。
また、半硬化による粘度の上昇の指標としては、動的粘弾性測定における弾性項成分G´(貯蔵弾性率)を用いることもできる。常温での粘度が800〜3000Pa・sであるものを用いる場合、半硬化後の貯蔵弾性率が、半硬化前の貯蔵弾性率の5倍以上となることが好ましい。また、半硬化後の貯蔵弾性率は、1×104〜5×104Paであることが好ましい。
第2の硬化性樹脂組成物を半硬化させる場合、第2の硬化性樹脂組成物を塗布しながら、塗布された第2の硬化性樹脂組成物を半硬化させてもよく、第2の硬化性樹脂組成物の塗布が完了してから、塗布された第2の硬化性樹脂組成物を半硬化させてもよい。
また、本発明の積層体の製造方法では、真空積層実施時におけるシール部の高さ(H)と、減圧雰囲気を解除した後のシール部の高さ(h)と、の比(H/h;以下、本明細書において、「シール部の高さ減少率」という。)が1.05〜2.5となるように、真空積層実施時におけるシール部の高さを設定する。
シール部を構成する第2の硬化性樹脂組成物はある程度粘性を有するため、真空積層の実施後、シール部の高さはある程度減少する。しかしながら、減圧雰囲気を解除した後における第1の硬化性樹脂組成物中に存在する気泡の合計体積(減圧雰囲気解除の残留気泡の合計体積)、すなわち、減圧雰囲気を解除した後において、一対の基板とシール部とで密閉された空間内に存在する第1の硬化性樹脂組成物中に存在する気泡の合計体積は、下記式で表わされる点に留意する必要がある。
(減圧雰囲気解除の残留気泡の合計体積)=(真空積層実施後のシール部の高さの減少量)×(シール部で囲まれた領域の面積)×(真空積層実施時と、減圧雰囲気解除後と、の圧力差による気泡の縮減率)
ここで、減圧雰囲気解除後の残留気泡の合計体積が大きいほど、減圧雰囲気解除後の第1の硬化性樹脂組成物中に大きな気泡が残留する傾向がある。減圧雰囲気解除後の第1の硬化性樹脂組成物中に大きな気泡が残留すると、該気泡が消滅するまでに長時間を要し、積層体を製造する際の歩留まりが低下する。また、第1の硬化性樹脂組成物を硬化する時点で第1の硬化性樹脂組成物中に気泡が存在すると、第1の硬化性樹脂組成物を硬化させた樹脂層中に気泡が残留することとなる。積層体の用途に応じた基準値以上の大きさの気泡が樹脂層中に残留すると、積層体の泡欠点となるので問題となる。
真空積層実施後のシール部の高さの減少量を小さくすれば、減圧雰囲気解除後の残留気泡の合計体積が減少し、減圧雰囲気解除後の第1の硬化性樹脂組成物中に残留する気泡もより小さくなるため、積層体の製造上好ましいように思われる。
しかしながら、真空積層実施後のシール部の高さの減少量が小さすぎると、真空積層時に第1の硬化性樹脂組成物がシール部から外側に漏れ出すおそれがある。
上述したシール部の高さ減少率についても同様のことが言える。すなわち、シール部の高さ減少率を小さくすれば、減圧雰囲気解除後の残留気泡の合計体積が減少し、減圧雰囲気解除後の第1の硬化性樹脂組成物中に残留する気泡もより小さくなるため、積層体の製造上好ましいように思われる。
しかしながら、シール部の高さ減少率が小さすぎると、真空積層時に第1の硬化性樹脂組成物がシール部から外側に漏れ出すおそれがある。
シール部の高さ減少率が上記範囲であれば、減圧雰囲気解除の残留気泡の合計体積が減少し、減圧雰囲気解除後の第1の硬化性樹脂組成物中に残留する気泡もより小さくなることから積層体の製造上好ましく、かつ、真空積層時に第1の硬化性樹脂組成物がシール部から外側に漏れ出すことがない。
シール部の高さ減少率が2.5よりも大きい場合、残留気泡の合計体積が大きくなり、減圧雰囲気解除後の第1の硬化性樹脂組成物中に大きな気泡が残留すると考えられるので、積層体の製造上好ましくない。
図3(a)、3(b)、3(c)および3(d)は、真空積層実施時と減圧雰囲気解除後の積層前駆体(一対の基板10a,10b間に硬化性樹脂組成物30が挟持されて密封された積層体前駆体)の状態を示した模式図である。図3(a),(b)は、シール部20の高さ減少率が2.5よりも大きい場合(6t/t=6)について、積層体前駆体の状態を示した図であり、図3(a)は真空積層実施後の積層体前駆体の状態を示した図であり、図3(b)は減圧雰囲気解除後の積層体前駆体の状態を示した図である。図3(c),(d)は、シール部20の高さ減少率が1.05〜2.5の範囲内である場合(1.5t/t=1.5)について、積層体前駆体の状態を示した図であり、図3(c)は真空積層実施後の積層体前駆体の状態を示した図であり、図3(d)は減圧雰囲気解除後の積層体前駆体の状態を示した図である。
図3(b)では、減圧雰囲気解除後の第1の硬化性樹脂組成物30中に大きな気泡100が残留しているのに対して、 図3(d)では、減圧雰囲気解除後の第1の硬化性樹脂組成物30中に残留する気泡200はいずれも小さく、大きな気泡は残留していない。
一方、シール部20の高さ減少率が1.05よりも小さい場合、真空積層時に第1の硬化性樹脂組成物30がシール部20から外側に漏れ出すおそれがある。
本発明の積層体の製造方法において、シール部の高さ減少率が1.05〜1.8となるように設定することが好ましい。
上述した点から明らかなように、真空積層の実施後、シール部の高さがある程度減少する。この際、シール部の幅が増加することとなる。本発明の積層体の製造方法では、一方の基板の周辺部に第2の硬化性樹脂組成物を塗布する際に、真空積層の実施によるシール部の形状変化に留意する。
図4(a),4(b)は真空積層の実施によるシール部の形状変化を示した模式図であり、基板上に形成されたシール部のうち、角部の一つを示している。ここで、図4(a)は真空積層実施前の状態を示しており、図4(b)は真空積層実施後の状態を示している。なお、図4(b)では、真空積層前のシール部の形状を一点鎖線で示している。
シール部全体の共通点として、真空積層実施後は、真空積層実施前にくらべて、シール部の幅が増加する。第2の硬化性樹脂組成物を塗布時においては、このようなシール部の幅の増加を考慮して、第2の硬化性樹脂組成物の線幅を設定する。
さらに、図4(a),4(b)の比較から明らかなように、シール部の形状変化により、シール部の形成に用いる硬化性樹脂組成物が角部の内側にはみ出すことが示されている。すなわち、図4(a)に示す真空積層実施前のシール部の形状に対して、図4(b)に示す真空積層実施後のシール部では、シール部の形成に用いる硬化性樹脂組成物が角部の内側にはみ出した状態となっている。
上述したように、FPDの前面パネル板の場合、シール部の形成に用いる硬化性樹脂組成物が有効表示領域側にはみ出すと画像に歪が生じるおそれがあるため、シール部の形成に用いる硬化性樹脂組成物が有効表示領域側にはみ出さないようにすること、すなわち、シール部の形成に用いる硬化性樹脂組成物がシール部から内側にはみ出さないようにすること、が求められることから、図4(a),4(b)に示すような、真空積層の実施によるシール部の形状変化は問題である。
本発明の積層体の製造方法では、シール部の形成に用いる硬化性樹脂組成物が、真空積層の実施後において、シール部の角部から内側にはみ出さないように、第2の硬化性樹脂組成物を塗布する。
図5(a),5(b)は、本発明の積層体の製造方法における第2の硬化性樹脂組成物の塗布形態の好適例を説明するための図であり、図4(a),4(b)と同様に、図5(a)は真空積層実施前の状態、図5(b)は真空積層実施後の状態を示している。図5(a)において、ディスペンサ等の塗布手段を用いて第2の硬化性樹脂組成物を塗布する際の塗布手段の経路を破線で示している。また、図5(b)では、真空積層前のシール部の形状を一点鎖線で示している。
図5(a)では、角部付近における塗布幅(すなわち、角部付近におけるシール部の幅)が、シール部の他の塗布幅に比べて細くなっており、図5(b)に示すように、真空積層実施後において、シール部の形成に用いる硬化性樹脂組成物がシール部の角部から内側にはみ出すことが防止されている。
本発明の積層体の製造方法において、図5(a)に示すように、シール部の角部付近における第2の硬化性樹脂組成物の塗布幅をシール部の他の塗布幅に比べて細くすることにより、真空積層実施後において、シール部の形成に用いる硬化性樹脂組成物がシール部の角部から内側にはみ出すことを抑制することができる。
図5(a)では、シール部の角部付近における塗布幅(すなわち、角部付近におけるシール部の幅)がシール部の他の塗布幅に比べて細くなっていることに加えて、塗布時におけるシール部の角部内縁側が、図5(b)に示す真空積層実施後のシール部の角部の内縁側よりも基板の外縁側に位置している。
本発明の積層体の製造方法では、シール部の角部付近における塗布幅をシール部の他の塗布幅に比べて細くすることに加えて、塗布時におけるシール部の角部内縁側が真空積層実施後のシール部の角部の内縁側よりも基板の外縁側に位置するように、第2の硬化性樹脂組成物を塗布することが、真空積層実施後において、シール部の形成に用いる硬化性樹脂組成物がシール部の角部から内側にはみ出すことを抑制するうえで好ましい。
図6(a),6(b)は、本発明の積層体の製造方法における第2の硬化性樹脂組成物の塗布形態の別の好適例を説明するための図であり、図6(a)は真空積層実施前の状態、図6(b)は真空積層実施後の状態を示している。図6(a)において、ディスペンサ等の塗布手段を用いて第2の硬化性樹脂組成物を塗布する際の塗布手段の経路を破線で示している。また、図6(b)では、真空積層前のシール部の形状を一点鎖線で示している。
図6(a)において、下記の点は図5(a)と同様である。
・シール部の角部付近における塗布幅(すなわち、角部付近におけるシール部の幅)がシール部の他の塗布幅に比べて細くなっている点。
・塗布時におけるシール部の角部内縁側が真空積層実施後のシール部の角部の内縁側よりも基板の外縁側に位置している点。
この結果、図5(b)と同様に、図6(b)では、真空積層実施後において、シール部の形成に用いる硬化性樹脂組成物がシール部の角部から内側にはみ出すことが防止されている。
その一方で、図6(a)は、図中破線で示す塗布手段の経路が図5(a)とは異なっている。すなわち、図5(a)では、塗布手段の経路がシール部の角部に向けて直線的な経路をなすのに対して、図6(a)では、塗布手段の経路が、シール部の角部に向かう際に、基板の外縁側へと向かう曲線的な経路をなしている。
塗布手段の経路を、図6(a)に示すように、曲線的な経路とすることは、ディスペンサ等のノズルの移動を停止させずに塗布することができるため、塗布時間の短縮ができること、および、ノズルからの硬化性樹脂組成物の吐出を停止させる必要が無いために塗布量の制御が不要であるという点で好ましい。
一方、塗布手段の経路を、図5(a)に示すように、直線的な経路とすることは、ディスペンサ等のノズルの移動経路を完全に直角にすることができるという点で好ましい。
図5(a)、図6(a)に示す第2の硬化性樹脂組成物の塗布形態の好適例を実施する際には、以下の点に留意することが必要となる。
・シール部の角部付近における塗布幅(すなわち、角部付近におけるシール部の幅)をシール部の他の塗布幅に比べてどの程度細くするか。
・塗布時におけるシール部の角部内縁側を真空積層実施後のシール部の角部の内縁側よりもどの程度基板の外縁側に位置させるか。
これらの点については、例えば、以下に示す手順を実施すればよい。
図7(a)は、塗布幅一定で第2の硬化性樹脂組成物を塗布した場合について、真空積層実施後のシール部の形状を示した模式図であり、図4(b)と同様の図である。図7(a)中、真空積層前のシール部の形状を一点鎖線で示している。また、図7(a)中、真空積層実施後のシール部の角部付近の理想形状を破線で示している。
図7(a)中、破線で示すように、真空積層実施後のシール部において、シール部の形成に用いる硬化性樹脂組成物の角部内側へのはみ出しがないことが望ましい。しかしながら、塗布幅一定で第2の硬化性樹脂組成物を塗布した場合、真空積層実施後のシール部では、実線で示すように、シール部の形成に用いる硬化性樹脂組成物が角部内側にはみ出した状態になる。
ここで、図7(a)中、斜線で示した2つの部分が、同一形状(したがって、同一面積)とした場合、真空積層実施後のシール部において、角部の内側にはみ出した部分の幅C´は、図7(a)中のCと等しくなるので、C´=(B−A)/2となる。ここで、Aは真空積層実施前の第2の硬化性樹脂組成物の塗布幅であり、Bは真空積層実施後の第2の硬化性樹脂組成物の塗布幅(すなわち、シール部の幅)である。
次に、図7(a)中、斜線で示した部分の面積Xは以下の手順で求めることができる。
図7(b)は、図7(a)の角部外縁側の斜線で示した部分の周辺の部分拡大図である。ここで、斜線で示した部分に隣接する扇形の径rは下記式により求めることができる。
r=1/√2×r+C
=2/(2−√2)×C
ここから、斜線で示した部分の面積Xは下記式により求めることができる。
X=r2−π/4×r2
=(1−π/4)×r2
=(1−π/4)×{2/(2−√2)}2×C2
≒2.5×C2
次に、第2の硬化性樹脂組成物の塗布形態の好適例にしたがって、第2の硬化性樹脂組成物を塗布した場合の真空積層実施後のシール部の形状を示した模式図を図8に示す。図8は、図6(b)と同様の図であり、図8中、真空積層前のシール部の形状を一点鎖線で示している。また、図8中、真空積層実施後のシール部の角部付近の理想形状を破線で示している。
ここで、シール部の角部内側へのはみ出しを抑制するためには、図8中、斜線で示した2つの部分のうち、角部内側の斜線部分の面積を角部外側の斜線部分の面積よりも大きくすればよい。このためには、下記式で示す関係を満たすように、シール部の角部付近において第2の硬化性樹脂組成物の塗布幅を細くする部分の距離(すなわち、角部付近においてシール部の幅を細くする部分の距離)D、および、シール部の角部付近における第2の硬化性樹脂組成物の塗布幅の最小値(すなわち、角部付近におけるシール部の幅の最小値)Eを設定すればよい。
1/2×D×(A−E) > 1/2×X
D > X/(A−E)
D > 1/(A−E)×(1−π/4)×{2/(2−√2)}2×C2
D > (1−π/4)×{2/(2−√2)}2×1/4×(B−A)2/(A−E)
D > 0.63×(B−A)2/(A−E) … 式(1)
但し、シール部の角部付近において第2の硬化性樹脂組成物の塗布幅を細くする部分の距離(すなわち、角部付近においてシール部の幅を細くする部分の距離)Dが大きすぎると、真空積層を実施する前に、あるいは、真空積層の実施時に、シール部で囲まれた領域に供給された第1の硬化性樹脂組成物が、シール部の幅の細くなった部分から該シール部の外側にはみ出すおそれがある。また、減圧雰囲気の解除を実施した際に、一対の基板とシール部とで密閉された空間内に外部から気体が侵入するおそれがある。
このため、シール部の角部付近において第2の硬化性樹脂組成物の塗布幅を細くする部分の距離(すなわち、角部付近においてシール部の幅を細くする部分の距離)Dは15mm以下とすることが好ましく、5mm以下とすることがより好ましく、3mm以下とすることがさらに好ましい。
上述した考え方に基づく、シール部の角部付近において第2の硬化性樹脂組成物の塗布幅を細くする部分の距離(すなわち、角部付近においてシール部の幅を細くする部分の距離)D、および、シール部の角部付近における第2の硬化性樹脂組成物の塗布幅の最小値(すなわち、角部付近におけるシール部の幅の最小値)Eの設定の一例を以下に示す。
(参考例1)
参考例1では、第2の硬化性樹脂組成物として、後述する実施例(例4)に記載の光硬化性樹脂組成物(第2´)と同様の手順で作製したものを使用した。回転粘度計(RE−85U(東機産業社製))を用いて25℃における粘度を測定したところ約950Pa・sであった。
長さ800mm、幅500mm、厚み3mmのソーダライムガラス製の基板(以下、基板Aと呼ぶ。)の中央部480×600mmの領域の外周部にディスペンサを用いて、第2の硬化性樹脂組成物を塗布し、シール部を形成した。
ここで、ディスペンサには内径1.06mmのノズルを有するものを使用し、基板Aとノズル先端との間隔を0.8mmとし、シール部の直線部分については、吐出量6.6mg/cmで第2の硬化性樹脂組成物の塗布を行った。ここで、真空積層実施前の第2の硬化性樹脂組成物の塗布幅A=0.9mm、真空積層実施後のシール部の幅B=1.5mm、図8中のC=0.3mmを想定している。
また、シール部の角部付近については、ノズルの移動速度を調節することにより、図8の1点鎖線で示す形状となるように、第2の硬化性樹脂組成物を塗布した。
ここで、シール部の角部付近において第2の硬化性樹脂組成物の塗布幅を細くする部分の距離(すなわち、角部付近においてシール部の幅を細くする部分の距離)D、および、シール部の角部付近における第2の硬化性樹脂組成物の塗布幅の最小値(すなわち、角部付近におけるシール部の幅の最小値)Eについては、上記式(1)の関係を満たすように設定した。設定したD,Eは以下の通りである。
D:3mm
E:0.3mm
第2の硬化性樹脂組成物の塗布完了60秒経過後、紫外線(UV)照射によって、第2の硬化性樹脂組成物を半硬化させた。紫外線照射には基板Aの表面での365nmにおける照度が2mW/cm2のUV露光機を使用し、該UV露光機中で30秒間基板Aの片面からUV照射を行った。
なお、半硬化の指標として、上記と同じ条件でUV照射を実施した第2の硬化性樹脂組成物のゲル分率を求めたところ、約55%であった。なお、第2の硬化性樹脂組成物のゲル分率は、後述する実施例(例4)と同様の手順で求めた。
また、半硬化による粘度の上昇の指標として、第2の硬化性樹脂組成物の塗布60秒後から120秒間の第2の硬化性樹脂組成物の塗布線幅の広がりを測定し、半硬化しなかったものと比較したところ、その広がりは半分であった。
次に、シール部で囲まれた領域に、間隔が均等になるように117gの第1の硬化性樹脂組成物を約10秒間で1536点にディスペンサを用いて分散滴下した。
なお、第1の硬化性樹脂組成物として、後述する実施例(例1)に記載の樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物と同様の手順で作製したものを使用した。回転粘度計(RE−85U)を用いて25℃における粘度を測定したところ約1.7Pa・sであった。
第1の硬化性樹脂組成物の分散滴下後、圧力10Paの減圧容器内で、基板間に硬化性樹脂組成物が介在するように、基板Aに対して、同形状かつ同厚のソーダライムガラス板(基板Bと呼ぶ)を重ね合わせた(真空積層)。
真空積層実施後のシール部の形状を目視により確認したところ、角部の内側へのはみ出しは生じていなかった。
(参考例2)
参考例2では、シール部の角部付近において第2の硬化性樹脂組成物の塗布幅を細くする部分の距離(すなわち、角部付近においてシール部の幅を細くする部分の距離)D、および、シール部の角部付近における第2の硬化性樹脂組成物の塗布幅の最小値(すなわち、角部付近におけるシール部の幅の最小値)Eについては、以下に示すように設定した以外は参考例1と同様の手順を実施した。
D:3mm
E:0.6mm
上記D、Eは上記式(1)の関係を満たしている。
真空積層実施後のシール部の形状を目視により確認したところ、角部の内側へのはみ出しは生じていなかった。
(参考例3)
参考例3では、第2の硬化性樹脂組成物の塗布幅一定でシール部を形成した(つまり、シール部の角部付近の塗布幅を細くしていない)以外は参考例1と同様の手順を実施した。
真空積層実施後のシール部の形状を目視により確認したところ、角部の内側への大きなはみ出しが生じていた。
(参考例4)
参考例4では、シール部の角部付近において第2の硬化性樹脂組成物の塗布幅を細くする部分の距離(すなわち、角部付近においてシール部の幅を細くする部分の距離)D、および、シール部の角部付近における第2の硬化性樹脂組成物の塗布幅の最小値(すなわち、角部付近におけるシール部の幅の最小値)Eについては、以下に示すように設定した以外は参考例1と同様の手順を実施した。
D:0.5mm
E:0.6mm
上記D、Eは上記式(1)の関係を満たしていない。
真空積層実施後のシール部の形状を目視により確認したところ、角部の内側へのはみ出しが生じていた。
(参考例5)
参考例5では、シール部の角部付近において第2の硬化性樹脂組成物の塗布幅を細くする部分の距離(すなわち、角部付近においてシール部の幅を細くする部分の距離)D、および、シール部の角部付近における第2の硬化性樹脂組成物の塗布幅の最小値(すなわち、角部付近におけるシール部の幅の最小値)Eについては、以下に示すように設定した以外は参考例1と同様の手順を実施した。
D:20mm
E:0.3mm
上記D、Eは上記式(1)の関係を満たしている。
真空積層実施後のシール部の形状を目視により確認したところ、角部の内側へのはみ出しは生じていなかった。
しかしながら、真空積層実施後、シール部の幅が細くなった部分から第1の硬化性樹脂組成物がはみ出しているのが確認された。
なお、シール部の角部付近における第2の硬化性樹脂組成物の塗布幅が、シール部の他の塗布幅に比べて細くなるように第2の硬化性樹脂組成物を塗布する手順を以下に示す。
本発明の積層体の製造方法では、シール部の高さを一定とする必要がある。このため、第2の硬化性樹脂組成物の塗布高さは一定にする必要がある。
第2の硬化性樹脂組成物を塗布高さが一定の場合、第2の硬化性樹脂組成物の塗布量の変化が第2の硬化性樹脂組成物の塗布幅と直接関連することとなる。ここで、ディスペンサ等の吐出手段からの第2の硬化性樹脂組成物の吐出量を変えると、第2の硬化性樹脂組成物の塗布量が変化するので、これにより第2の硬化性樹脂組成物の塗布幅を変えることができる。したがって、シール部の角部付近における第2の硬化性樹脂組成物の吐出量を、シール部の他の塗布幅に比べて少なくすることで、シール部の角部付近における塗布幅が、シール部の他の塗布幅に比べて細くすることができる。
また、ディスペンサ等の吐出手段からの第2の硬化性樹脂組成物の吐出量が一定の場合、吐出手段の移動速度を変えると、第2の硬化性樹脂組成物の塗布量が変化するので、これにより第2の硬化性樹脂組成物の塗布幅を変えることができる。したがって、シール部の角部付近における吐出手段の移動速度を、シール部の他の塗布幅に比べて速くすることで、シール部の角部付近における第2の硬化性樹脂組成物の塗布幅が、シール部の他の塗布幅に比べて細くすることができる。
本発明の積層体の製造方法において、真空積層は以下の手順で実施することができる。以下、本明細書において、一対の基板のうち、表面上にシール部および第1の硬化性樹脂組成物の層を形成した側の基板を一方の基板と言い、表面上にこれらを形成しなかった側の基板を他方の基板と言う。
一方の基板を減圧装置に入れ、減圧装置内の固定支持盤の上に第1の硬化性樹脂組成物の面が上になるように、該基板を平置きする。
減圧装置内の上部には、上下方向に移動可能な移動支持機構が設けられ、移動支持機構に他方の基板が取り付けられる。ここで、他方の基板の表面に薄膜系太陽電池デバイスが形成されている場合、薄膜系太陽電池デバイスが形成された側の表面を下に向ける。また、積層体の用途がフラットパネルディスプレイ(FPD)の場合、製品のより外側に位置する面を下に向ける。また、他方の基板の表面に反射防止層が設けられている場合、反射防止層が形成されていない側の表面を下に向ける。
他方の基板は、一方の基板の上方かつ第1の硬化性樹脂組成物と接しない位置に置く。すなわち、一方の基板の表面上の第1の硬化性樹脂組成物と他方の基板とを接触させることなく対向させる。
なお、上下方向に移動可能な移動支持機構を減圧装置内の下部に設け、移動支持機構の上に一方の基板を置いてもよい。この場合、他方の基板は、減圧装置内の上部に設けられた固定支持盤に取り付けて、一方の基板と他方の基板とを対向させる。
また、一方の基板および他方の基板の両方を、減圧装置内の上下に設けた移動支持機構で支持してもよい。
一方の基板および他方の基板を所定の位置に配置した後、減圧装置の内部を減圧して所定の減圧雰囲気とする。可能であれば、減圧操作中または所定の減圧雰囲気とした後に、減圧装置内で一方の基板および他方の基板を所定の位置に配置してもよい。
減圧装置の内部が所定の減圧雰囲気となった後、移動支持機構で支持された他方の基板を下方に移動し、一方の基板の表面上の第1の硬化性樹脂組成物の上に他方の基板を重ね合わせる。
重ね合わせにより、一方の基板の表面、他方の基板の下面、およびシール部で囲まれた空間内に、第1の硬化性樹脂組成物が密封される。
重ね合わせの際、他方の基板の自重、移動支持機構からの押圧等によって、第1の硬化性樹脂組成物が押し広げられ、上述した空間内に第1の硬化性樹脂組成物が充満する。
重ね合わせの際の減圧雰囲気の雰囲気圧力は、1000Pa以下であり、0.1Pa以上が好ましい。減圧雰囲気の雰囲気圧力があまりに低圧であると、硬化性樹脂組成物に含まれる各成分(硬化性化合物、光重合開始剤、重合禁止剤、光安定剤等)に悪影響を与えるおそれがある。たとえば、減圧雰囲気の雰囲気圧力があまりに低圧であると、各成分が気化するおそれがあり、また、減圧雰囲気を提供するために時間がかかることがある。減圧雰囲気の雰囲気圧力は、1〜100Paがより好ましい。3〜30Paがさらに好ましい。
次いで、真空積層によって得られた積層体前駆体を、真空積層を実施した減圧雰囲気の雰囲気圧力よりも雰囲気圧力が高い第2の圧力雰囲気下(例えば、大気圧下)に置く(以下、本明細書において、この手順のことを「減圧雰囲気の解除」と言う場合がある)。減圧雰囲気の解除による雰囲気圧力の上昇によって、一対の基板同士が密着する方向に押圧されると同時に、第1の硬化性樹脂組成物層中に残留する気泡の体積がその雰囲気圧力の差圧に応じて縮減することによって、一対の基板とシール部で密閉された密閉空間全体が第1の硬化性樹脂組成物によって均一に充填されることとなる。
ここで、第2の圧力雰囲気は、真空積層を実施した減圧雰囲気の雰囲気圧力よりも50kPa以高いことが好ましく、通常80〜120kPaである。第2の圧力雰囲気は、大気圧雰囲気であってもよく、それよりも高い圧力であってもよい。第1の硬化性樹脂組成物の硬化等の操作を、特別な設備を要することなく行うことができる点から、大気圧雰囲気が最も好ましい。
一方の基板と他方の基板とを重ね合わせた時点から減圧雰囲気を解除するまでの時間は、特に限定されず、第1の硬化性樹脂組成物の密封後、直ちに減圧雰囲気を解除してもよく、第1の硬化性樹脂組成物の密封後、減圧状態を所定時間維持してもよい。ただし、この場合、維持する減圧状態は重ね合わせた時点の雰囲気圧力を下回ってはならない。減圧状態を所定時間維持することによって、第1の硬化性樹脂組成物が密閉空間内を流れて一方の基板と他方の基板との間の間隔が均一となり、減圧雰囲気の解除により、真空積層を実施した減圧雰囲気より高い第2の圧力雰囲気下に置かれても密封状態を維持しやすくなる。減圧状態を維持する時間は、数時間以上の長時間であってもよいが、生産効率の点から、10分以内が好ましく、1分以内がより好ましい。
積層体前駆体を減圧雰囲気より高い第2の圧力雰囲気下に保持する時間は特に限定されない。積層体前駆体を減圧装置から取り出して硬化装置に移動し、硬化を開始するまでのプロセスを大気圧雰囲気下で行う場合には、そのプロセスに要する時間が第2の圧力雰囲気下に保持する時間となる。よって、大気圧雰囲気下に置いた時点で、すでに密閉空間内の硬化性樹脂組成物層中に空隙が存在しない場合、またはそのプロセスの間に硬化性樹脂組成物層中の空隙が消失した場合は、直ちに硬化性樹脂組成物を硬化させることができる。空隙が消失するまでに時間を要する場合は、空隙が消失するまで積層体前駆体を第2の圧力雰囲気下で保持する。また、第2の圧力雰囲気下で保持する時間が長くなっても通常支障は生じないことから、プロセス上の他の必要性から第2の圧力雰囲気下で保持する時間を長くしてもよい。
第2の圧力雰囲気下で保持する時間は、1日以上の長時間であってもよいが、生産効率の点から、6時間以内が好ましく、1時間以内がより好ましく、さらに生産効率が高まる点から、10分以内が特に好ましい。
次いで、密閉空間内の第1の硬化性樹脂組成物を硬化させることにより、一対の基板と、該一対の基板間に存在する第1の硬化性樹脂組成物の硬化物の層とを有する積層体が製造される。
ここで、シール部を構成する第2の硬化性樹脂組成物は、密閉空間内の第1の硬化性樹脂組成物を硬化させる際に同時に硬化させてもよいが、積層前駆体を第2の圧力雰囲気下で長時間保持する場合は、密閉空間内の第1の硬化性樹脂組成物が漏れ出すのを防止するために、積層前駆体を第2の圧力雰囲気下に置いた時点で、シール部を構成する第2の硬化性樹脂組成物を硬化させておくことが好ましい。その理由は以下の通りである。
上述したように、塗布後の第2の硬化性樹脂組成物は、十分高い粘度を有しているが、上述したシール部の高さ減少率を達成するために、真空積層実施時および減圧雰囲気を解除する時点において、ある程度の粘性を有してことが求められる。
一方、本発明の方法により製造させる積層体をFPDの前面パネル板として用いる場合、画像表示面を稼ぐために、シール部はその高さに対して幅が狭い形状とすること、すなわち、シール部の断面形状における高さ/幅の比を大きくすることが求められる。
しかしながら、このような形状のシール部は、横方向からの荷重に対して脆弱になるため、積層前駆体を第2の圧力雰囲気下で長時間保持した場合、密閉空間内の第1の硬化性樹脂組成物が漏れ出すおそれがある。
積層前駆体を第2の圧力雰囲気下に置いた時点で、シール部を構成する第2の硬化性樹脂組成物を硬化させ、粘性を有していない状態としておけば、横方向からの荷重に対してシール部が十分な強度を有しているため、積層前駆体を第2の圧力雰囲気下で長時間保持した場合であっても、密閉空間内の第1の硬化性樹脂組成物が漏れ出すことがない。
本発明の方法において、積層前駆体を第2の圧力雰囲気下に置いた後の、シール部の幅が0.8〜3.0mmであり、かつ、該シール部の断面形状における高さ/幅の比が0.05〜1である。
本発明の方法において、積層前駆体を第2の圧力雰囲気下に置いた後の、シール部の幅が1.2〜2mmであり、かつ、該シール部の断面形状における高さ/幅の比が0.1〜0.4であることが好ましい。
第1,第2の硬化性樹脂組成物を硬化させる手段は、これらの硬化性樹脂組成物の種類に応じて熱硬化または光硬化のいずれかを用いる。但し、上述したように、使用する硬化性樹脂組成物は光硬化性樹脂組成物が好ましい。
光硬化性樹脂組成物の場合、たとえば、光源(紫外線ランプ、高圧水銀灯等)から紫外線または短波長の可視光を照射して、該光硬化性樹脂組成物を硬化させることにより、一対の基板と、該一対の基板間に存在する第1の硬化性樹脂組成物の硬化物の層とを有する積層体が製造される。
光は、一対の基板のうち、透明基板の側から照射する。両方が透明基板の場合、両側から照射してもよい。
製造される積層体がフラットパネルディスプレイ(FPD)の場合、該フラットパネルディスプレイが透過型の表示デバイスを用いている場合、該デバイスを動作させることで光透過性を得ることはできるが、動作させない状態では光透過性を有さないものが多いため、保護板となる透明基板から光硬化性樹脂組成物を硬化させる光を照射する。一方、該フラットパネルディスプレイが非動作時に透明状態を呈する透過−散乱型の表示デバイスを用いている場合は、表示デバイス側からの光を利用することもできる。
光としては、紫外線または450nm以下の可視光が好ましい。特に、透明基板上に反射防止層が設けられ、反射防止層または反射防止層の形成に用いた樹脂フィルムが紫外線を透過しない場合には、可視光による硬化が必要となる。
本発明の製造方法により得られる積層体は、薄層太陽電池デバイスや画像表示装置などに好適に用いられる。薄層太陽電池デバイスの具体例としては、薄膜シリコン太陽電池デバイス、カルコパイライト系やCdTe系等の化合物半導体太陽電池デバイスなどが挙げられる。一方、画像表示装置の具体例としては、液晶表示装置(LCD)、有機ELや無機ELといったEL(エレクトロルミネッセンス)表示装置、プラズマ表示装置、電子インク型画像表示装置といったフラットパネルディスプレイ(FPD)が挙げられる。
薄層太陽電池デバイスの場合、積層体を構成する一対の基板のうち、一方の基板にのみ薄層太陽電池デバイスを形成してもよく、両方の基板に薄層太陽電池デバイスを形成してもよい。
以下、実施例に基づいて本発明をより具体的に説明する。但し、本発明はこれに限定されるものではない。なお、例1、例3、例4、例5、例8、例10が実施例であり、その他の例は比較例である。
(例1)
例1では、以下の手順で第2の硬化性樹脂組成物を調製した。
分子末端をエチレンオキシドで変性した2官能のポリプロピレングリコール(水酸基価より算出した数平均分子量:4000)と、ヘキサメチレンジイソシアネートとを、6対7となるモル比で混合し、ついでイソボルニルアクリレート(大阪有機化学工業社製、IBXA)で希釈した後、錫化合物の触媒存在下で反応させて得られたプレポリマーに、2−ヒドロキシエチルアクリレートをほぼ1対2となるモル比で加えて反応させることによって、30質量%のイソボルニルアクリレートで希釈されたウレタンアクリレートオリゴマー(以下、UC−1と記す。)溶液を得た。UC−1の硬化性基数は2であり、数平均分子量は約55000であった。UC−1溶液の60℃における粘度は約580Pa・sであった。
UC−1溶液の90質量部および2−ヒドロキシブチルメタクリレート(共栄社化学社製、ライトエステル HOB)の10質量部を均一に混合して混合物を得た。該混合物の100質量部、1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン(光重合開始剤、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製、IRGACURE 184)の1質量部、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルフォスフィンオキサイド(光重合開始剤、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製、IRGACURE 819)の0.1質量部、2,5−ジ−t−ブチルハイドロキノン(重合禁止剤)の0.04質量部、および紫外線吸収剤(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製、TINUVIN 109)の0.3質量部を均一に混合し、光硬化性樹脂組成物(第2)を得た。
光硬化性樹脂組成物(第2)を容器に入れたまま開放状態で減圧装置内に設置して、減圧装置内を約20Paに減圧して10分保持することで脱泡処理を行った。光硬化性樹脂組成物(第2)の25℃における粘度を測定したところ、約1400Pa・sであった。
STEP1
長さ500mm、幅800mm、厚み3mmのソーダライムガラス製の基板(以下、基板Aと呼ぶ。)を準備し、該基板の硬化性樹脂組成物を塗布する面の中央部の480×600mmの領域の外周部にディスペンサを用いて、光硬化性樹脂組成物(第2)を塗布してシール部を形成した。
ここで、ディスペンサには内径1mmのノズルを有するものを使用し、基板Aとノズル先端との間隔を0.8mmとし、吐出量0.84g/cm、ノズルの移動速度2m/分で光硬化性樹脂組成物(第2)の塗布を行った。
STEP2
STEP1で形成されたシール部で囲まれた領域に、間隔が均等になるように、下記手順で調製した光硬化性樹脂組成物(第1)121g(シール部で囲まれた領域に形成される光硬化性樹脂組成物(第1)の層の厚さで0.4mm相当)を約10秒間で1536点にディスペンサを用いて分散滴下した。
[光硬化性樹脂組成物(第1)の調製]
分子末端をエチレンオキシドで変性した2官能のポリプロピレングリコール(水酸基価より算出した数平均分子量:4000)と、イソホロンジイソシアネートとを、4対5となるモル比で混合し、錫化合物の触媒存在下、70℃で反応させて得られたプレポリマーに、2−ヒドロキシエチルアクリレートをほぼ1対2となるモル比で加えて70℃で反応させることによって、ウレタンアクリレートオリゴマー(以下、UA−1と記す。)を得た。UA−1硬化性基数は2であり、数平均分子量は約24000であり、25℃における粘度は約830Pa・sであった。
UA−1の40質量部、2−ヒドロキシブチルメタクリレート(共栄社化学社製、ライトエステル HOB)の20質量部、n−ドデシルメタクリレートの40質量部を均一に混合し、該混合物の100質量部に、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルフォスフィンオキサイド(光重合開始剤、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製、IRGACURE 819)の0.3質量部、2,5−ジ−t−ブチルハイドロキノン(重合禁止剤、東京化成社製)の0.04質量部、n−ドデシルメルカプタン(連鎖移動剤、花王社製、チオカルコール20)の0.5質量部、紫外線吸収剤(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製、TINUVIN 109)の0.3質量部を均一に溶解させて、光硬化性樹脂組成物(第1)を得た。
上記の光硬化性樹脂組成物(第1)を容器に入れたまま開放状態で減圧装置内に設置して、減圧装置内を約20Paに減圧して10分保持することで脱泡処理を行った。光硬化性樹脂組成物(第1)の25℃における粘度を測定したところ、約1.7Pa・sであった。
STEP3
光硬化性樹脂組成物(第1)の分散滴下後、圧力10Paの減圧容器内で、基板間に硬化性樹脂組成物が介在するように、基板Aに対して、光硬化性樹脂組成物(第1)と接する面に、自己粘着性を有する厚さ0.075mmのセパレータフィルム(東セロ社製、ピュアテクトVLH−9)を板面に貼合した同形状かつ同厚のソーダライムガラス板(以下、基板Bと呼ぶ。)を重ね合わせることにより真空積層を実施した後、減圧容器内の圧力を大気圧に戻すことにより減圧雰囲気を解除し、その後直ちに基板Bの面方向から、該基板B表面での365nmにおける照度が2mW/cm2となるように紫外線を10分間照射して、光硬化性樹脂組成物(第1,第2)を硬化させた。
STEP4
基板Bのみをセパレータフィルムから剥離した後、セパレータフィルムを樹脂層から剥がし、基板A上に存在する樹脂層、より具体的には、シール部で囲まれた領域に存在する樹脂層の厚さの偏差をキーエンス社製レーザー変位計LK−G80により測定した。
その結果、樹脂層の厚さの偏差は約0.05mmであり、光学ひずみ等の問題を生じるおそれのないレベルであった。
(例2)
例2では、STEP1を実施しなかった点を除いて例1と同様の手順を実施した。
例1と同様の手順で樹脂層の厚さの偏差を測定したところ、樹脂層の厚さの偏差は約0.1mmであり、光学ひずみ等の問題を生じるおそれのあるレベルであった。
(例3)
例3では、長さ100mm、幅100mm、厚み3mmのソーダライムガラス製の基板(以下、基板Cと呼ぶ。)を準備し、基板Cの中央部75×75mmの領域の外周部にディスペンサを用いて、光硬化性樹脂組成物(第2)を塗布し、シール部を形成した。
ここで、ディスペンサには内径1.06mmのノズルを有するものを使用し、基板Cとノズル先端との間隔を0.8mmとし、吐出量8.8mg/cmで光硬化性樹脂組成物(第2)の塗布を行った。
シール部の幅の経時変化を測定したが、シール部の形成から300秒経過後になってもシール部の幅が2mmを超えることはなかった。
上記と同様の手順で該基板C上にシール部を形成した後、シール部で囲まれた領域に、間隔が均等になるように、光硬化性樹脂組成物(第1)約2.3g(シール部で囲まれた領域に形成される光硬化性樹脂組成物(第1)の層の厚さで0.4mm相当)を、ディスペンサを用いて分散滴下した。
光硬化性樹脂組成物(第1)の分散滴下後、圧力10Paの減圧容器内で、基板間に硬化性樹脂組成物が介在するように、基板Cに対して、同形状かつ同厚のソーダライムガラス板(以下、基板Dと呼ぶ。)を重ね合わせることにより真空積層を実施した後、減圧容器内の圧力を大気圧に戻すことにより減圧雰囲気を解除した。
減圧雰囲気の解除後、シール部で囲まれた領域に存在する樹脂層を目視により確認したところ、樹脂層中には空隙はみとめられなかった。
また、減圧雰囲気解除後の積層体を約20°の角度に傾けて保持し、積層体から基板Dが7.5mmずり落ちるまでの時間を計測したところ約60秒であり、実ラインでの使用上問題のない保持力であった。ここから、シール部で囲まれた領域に存在する樹脂層の厚さの偏差は例1と同程度であると考えられる。
(例4)
例4では、25℃における粘度が950Pa・sの光硬化性樹脂組成物(第2´)を使用した。
以下の手順で、光硬化性樹脂組成物(第2´)を調製した。
光硬化性樹脂組成物(第2)の調製に用いたウレタンアクリレートオリゴマー溶液(UC−1)の86質量部および2−ヒドロキシブチルメタクリレート(共栄社化学社製、ライトエステル HOB)の14質量部を均一に混合して混合物を得た。該混合物の100質量部、1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン(光重合開始剤、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製、IRGACURE 184)の3質量部、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルフォスフィンオキサイド(光重合開始剤、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製、IRGACURE 819)の0.1質量部を均一に混合し、光硬化性樹脂組成物(第2´)を得た。
光硬化性樹脂組成物(第2´)を容器に入れたまま開放状態で減圧装置内に設置して、減圧装置内を約20Paに減圧して10分保持することで脱泡処理を行った。光硬化性樹脂組成物(第2´)の25℃における粘度を測定したところ、約950Pa・sであった。
例3と同様の手順で光硬化性樹脂組成物(第2´)の塗布を実施した。塗布完了60秒経過後、紫外線(UV)照射によって、光硬化性樹脂組成物(第2´)を半硬化させることによりシール部を形成した。紫外線照射には基板表面での365nmにおける照度が2mW/cm2のUV露光機を使用し、該UV露光機中で30秒間基板の片面からUV照射を行った。
なお、半硬化の指標として、上記と同じ条件でUV照射を実施した光硬化性樹脂組成物(第2´)のゲル分率を求めたところ約55%であり、半硬化を行わなかった光硬化性樹脂組成物(第2´)のゲル分率は5%以下であった。ゲル分率は、半硬化させた光硬化性樹脂組成物(第2´)の0.4gを採取し、100mLのトルエンに25℃で24時間浸漬した後、トルエンを濾別して、残留固形分を100℃で1時間乾燥させ、乾燥質量を測定し、下式から算出した。
ゲル分率(%)=浸漬後の乾燥質量(g)/0.4(g)×100。
また、半硬化による粘度の上昇の指標として、塗布60秒後から120秒間の塗布線幅の広がりを測定し、半硬化しなかったものと比較したところ、その広がりは約半分であった。
UV照射完了90秒後からシール部の幅の経時変化を測定したが、UV照射完了300秒後になってもシール部の幅が2mmを超えることはなかった。
上記と同様の手順で該基板C上にシール部を形成した後、シール部で囲まれた領域に、間隔が均等になるように、光硬化性樹脂組成物(第1)約2.3g(シール部で囲まれた領域に形成される光硬化性樹脂組成物(第1)の層の厚さで0.4mm相当)を、ディスペンサを用いて分散滴下した。
光硬化性樹脂組成物(第1)の分散滴下後、圧力10Paの減圧容器内で、基板間に硬化性樹脂組成物が介在するように、基板Cに対して、同形状かつ同厚のソーダライムガラス板(以下、基板Dと呼ぶ。)を重ね合わせることにより真空積層を実施した後、減圧容器内の圧力を大気圧に戻すことにより減圧雰囲気を解除した。
減圧雰囲気の解除後、シール部で囲まれた領域に存在する樹脂層を目視により確認したところ、樹脂層中には空隙はみとめられなかった。
また、減圧雰囲気解除後の積層体を約20°の角度に傾けて保持し、基板Dが7.5mmずり落ちるまでの時間を計測したところ約60秒であり、実ラインでの使用上問題のない保持力であった。ここから、シール部で囲まれた領域に存在する樹脂層の厚さの偏差は例1と同程度であると考えられる。
(例5)
例5では、光硬化性樹脂組成物(第2´)の塗布後直ちに紫外線照射することによって、光硬化性樹脂組成物(第2´)を半硬化させた 本例では、基板表面での365nmにおける照度が4500mW/cm2のUV露光機を使用し、光硬化性樹脂組成物(第2´)の塗布した部位に対して、各々10秒間紫外線をスポット照射した。半硬化による粘度の上昇の指標として、塗布60秒後から120秒間の塗布線幅の広がりを測定し、半硬化しなかったものと比較したところ、その広がりは半分以下であった。
UV照射完了90秒後からシール部の幅の経時変化を測定したが、UV照射完了300秒後になってもシール部の幅が2mmを超えることはなかった。
(例6)
例6では、25℃における粘度が660Pa・sの光硬化性樹脂組成物(第2´´)を使用した以外は例2と同様の手順を実施して、基板上にシール部を形成した。
以下の手順で、光硬化性樹脂組成物(第2´´)を調製した。
光硬化性樹脂組成物(第2)の調製に用いたウレタンアクリレートオリゴマー溶液(UC−1)の81質量部および2−ヒドロキシブチルメタクリレート(共栄社化学社製、ライトエステル HOB)の19質量部を均一に混合して混合物を得た。該混合物の100質量部、1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン(光重合開始剤、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製、IRGACURE 184)の3質量部、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルフォスフィンオキサイド(光重合開始剤、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製、IRGACURE 819)の0.1質量部を均一に混合し、光硬化性樹脂組成物(第2´´)を得た。
光硬化性樹脂組成物(第2´´)を容器に入れたまま開放状態で減圧装置内に設置して、減圧装置内を約20Paに減圧して10分保持することで脱泡処理を行った。光硬化性樹脂組成物(第2´´)の25℃における粘度を測定したところ、約660Pa・sであった。
シール部の幅の経時変化を測定したが、シール部の形成から300秒経過後になってもシール部の幅が2mmを超えることはなかった。
例3と同様の手順で光硬化性樹脂組成物(第1)の分散滴下、真空積層、および、減圧雰囲気の解除を実施した。
減圧雰囲気の解除後、シール部で囲まれた領域に存在する樹脂層を目視により確認したところ、樹脂層中には空隙はみとめられなかった。
減圧雰囲気解除後の積層体を約20°の角度に傾けて保持し、基板Dが7.5mmずり落ちるまでの時間を計測したところ約50秒であり、実ラインでの使用上、不十分な保持力であった。ここから、シール部で囲まれた領域に存在する樹脂層の厚さの偏差は例2と同程度であると考えられる。
(例7)
例7では、25℃における粘度が460Pa・sの光硬化性樹脂組成物(第2´´´)を使用した以外は例2と同様の手順を実施して、基板上にシール部を形成した。
以下の手順で、光硬化性樹脂組成物(第2´´´)を調製した。
光硬化性樹脂組成物(第2)の調製に用いたウレタンアクリレートオリゴマー溶液(UC−1)の80質量部および2−ヒドロキシブチルメタクリレート(共栄社化学社製、ライトエステル HOB)の20質量部を均一に混合して混合物を得た。該混合物の100質量部、1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン(光重合開始剤、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製、IRGACURE 184)の3質量部、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルフォスフィンオキサイド(光重合開始剤、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製、IRGACURE 819)の0.1質量部を均一に混合し、光硬化性樹脂組成物(第2´´´)を得た。
光硬化性樹脂組成物(第2´´´)を容器に入れたまま開放状態で減圧装置内に設置して、減圧装置内を約20Paに減圧して10分保持することで脱泡処理を行った。光硬化性樹脂組成物(第2´´´)の25℃における粘度を測定したところ、約460Pa・sであった。
光硬化性樹脂組成物(第2´)の塗布完了90秒後からシール部の幅の経時変化を測定したところ、塗布完了300秒後の時点でシール部の幅が約2.3mmとなっていた。
例3と同様の手順で光硬化性樹脂組成物(第1)の分散滴下、真空積層、および、減圧雰囲気の解除を実施した。
減圧雰囲気の解除後、シール部で囲まれた領域に存在する樹脂層を目視により確認したところ、樹脂層中には空隙がみとめられた。
(例8)
例8では、長さ100mm、幅100mm、厚み3mmのソーダライムガラス製の基板(以下、基板Eと呼ぶ。)を準備し、基板Eの中央部50×50mmの領域の外周部にディスペンサを用いて、光硬化性樹脂組成物(第2)を塗布し、シール部を形成した。
ここで、ディスペンサには内径1.06mmのノズルを有するものを使用し、基板Eとノズル先端との間隔を0.8mmとし、吐出量6.6mg/cmで光硬化性樹脂組成物(第2)の塗布を行った。
上記と同様の手順で該基板E上にシール部を形成した後、シール部で囲まれた領域に、間隔が均等になるように、光硬化性樹脂組成物(第1)約2.3g(シール部で囲まれた領域に形成される光硬化性樹脂組成物(第1)の層の厚さで0.4mm相当)を、ディスペンサを用いて分散滴下した。
光硬化性樹脂組成物(第1)の分散滴下後、圧力10Paの減圧容器内で、基板間に硬化性樹脂組成物が介在するように、基板Eに対して、同形状かつ同厚のソーダライムガラス板(以下、基板Fと呼ぶ。)を重ね合わせることにより真空積層を実施した後、減圧容器内の圧力を大気圧に戻すことにより減圧雰囲気を解除した。
減圧容器内の圧力を大気圧に戻した後、直ちに基板E,Fが水平になるように積層前駆体を配置した状態で、該基板E,Fの端面方向から、基板E,Fの端面での395nmにおける照度が50mW/cm2のUV−LED(製造者名:Integration Technology、機種名:LEDZero Pincure)を用いて紫外線を照射することによって、光硬化性樹脂組成物(第2)を硬化させた。
UV照射後の積層前駆体を基板E,Fが水平になるように放置したところ、放置後1日が経過しても、光硬化性樹脂組成物(第1)によってシール部が侵食されることなく、封止状態が保たれていた。
(例9)
減圧容器内の圧力を大気圧に戻した後、UV照射により光硬化性樹脂組成物(第2)を硬化させなかった以外は例8と同様の手順を実施した。
減圧容器内の圧力を大気圧に戻した後の積層前駆体を基板E,Fが水平になるように放置したところ、放置後約30分経過した時点で確認したところ、光硬化性樹脂組成物(第1)によってシール部が侵食されて、封止状態が損なわれたことにより、該シール部から光硬化性樹脂組成物(第1)が漏れ出しているのが確認された。
(例10)
長さ610mm、幅610mm、厚み3mmのソーダライムガラス製の基板(以下、基板Gと呼ぶ。)を準備し、基板Gの端面から5mm内側に沿って、ディスペンサを用いて光硬化性樹脂組成物(第2´´´´)を加熱塗布(45℃)し、シール部を形成した。
ここで、光硬化性樹脂組成物(第2´´´´)の25℃における粘度は1200Pa・sであり、以下の手順で調製した。
光硬化性樹脂組成物(第2)の調製に用いたウレタンアクリレートオリゴマー溶液(UC−1)の88質量部および2−ヒドロキシブチルメタクリレート(共栄社化学社製、ライトエステル HOB)の12質量部を均一に混合して混合物を得た。該混合物の100質量部、1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン(光重合開始剤、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製、IRGACURE 184)の3質量部、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルフォスフィンオキサイド(光重合開始剤、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製、IRGACURE 819)の0.1質量部を均一に混合し、光硬化性樹脂組成物(第2´´´´)を得た。
光硬化性樹脂組成物(第2´´´´)を容器に入れたまま開放状態で減圧装置内に設置して、減圧装置内を約20Paに減圧して10分保持することで脱泡処理を行った。光硬化性樹脂組成物(第2´´´´)の25℃における粘度を測定したところ、約1200Pa・sであった。
また、ディスペンサには内径1.06mmのノズルを有するものを使用し、基板Eとノズル先端との間隔を0.8mmとし、吐出量0.11cc(6.6mg)/cmで光硬化性樹脂組成物(第2´´´´)の塗布を行った。なお、加熱塗布時の光硬化性樹脂組成物(第2´´´´)の粘度は200Pa・sであった。
次に、シール部で囲まれた領域に、間隔が均等(滴下ピッチ:15mm)になるように、光硬化性樹脂組成物(第1)を、塗布後の光硬化性樹脂組成物(第1)の層厚が0.4mmとなるように、ディスペンサを用いて分散滴下した。
光硬化性樹脂組成物(第1)の分散滴下後、圧力10Paの減圧容器内で、基板間に硬化性樹脂組成物が介在するように、基板Gに対して、同形状かつ同厚のソーダライムガラス板(以下、基板Hと呼ぶ。)を重ね合わせることにより真空積層を実施した後、減圧容器内の圧力を大気圧に戻すことにより減圧雰囲気を解除した。
ここで、真空積層実施時におけるシール部の高さ、および、減圧雰囲気を解除した後のシール部の高さは、それぞれ以下の通りである。
真空積層実施時におけるシール部の高さ:0.8mm
減圧雰囲気を解除した後のシール部の高さ:0.4mm
したがって、シール部の高さ減少率は0.8/0.4=2である。
減圧雰囲気の解除から10分間経過後の積層前駆体について、硬化性樹脂組成物(第1)の層に存在する円相当径50μm以上の空隙の有無を目視により確認した。
その結果、円相当径50μm以上の空隙は認められなかった。
(例11)
ノズルからの光硬化性樹脂組成物(第2´´´´)を変えることにより、真空積層実施時におけるシール部の高さを2.1mmとした以外は例10と同様の手順を実施した。
シール部の高さ減少率は2.1/0.4=5.25である。
減圧雰囲気の解除から10分間経過後の積層前駆体について、硬化性樹脂組成物(第1)の層に存在する円相当径50μm以上の空隙の有無を目視により測定した。
その結果、円相当径50μm以上の空隙が160個存在していた。
(例12)
ノズルからの光硬化性樹脂組成物(第2´´´´)を変えることにより、真空積層実施時におけるシール部の高さを0.4mmとした以外は例10と同様の手順を実施した。
シール部の高さ減少率は0.4/0.4=1である。
減圧雰囲気を解除した後の積層前駆体において、シール部から光硬化性樹脂組成物(第1)が漏れ出しているのが確認された。
本発明を詳細に、また特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の範囲と精神を逸脱することなく、様々な修正や変更を加えることができることは、当業者にとって明らかである。
本出願は、2010年6月7日出願の日本特許出願2010−129718に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
10,10a,10b:基板
20:シール部
30:第1の硬化性樹脂組成物層
100,200:気泡

Claims (10)

  1. すくなくとも一つが透明基板である2枚の基板を準備し、
    前記一方の基板上の周辺部に第1の硬化性樹脂組成物を封じ込めるためのシール部を形成し、
    前記シール部で囲まれた領域に前記第1の硬化性樹脂組成物を供給し、
    減圧雰囲気下にて、前記第1の硬化性樹脂組成物の上に他方の基板を重ね合わせて、一対の基板間に前記第1の硬化性樹脂組成物を挟持し、密封して積層前駆体を得、
    該積層前駆体を前記減圧雰囲気よりも雰囲気圧力が高い第2の圧力雰囲気下に置き、該第2の圧力雰囲気下にて、前記第1の硬化性樹脂組成物を硬化させる積層体の製造方法であって、
    前記シール部が、前記一方の基板上の周辺部に第2の硬化性樹脂組成物を塗布することによって形成され、
    前記第1の硬化性樹脂組成物の供給時から前記積層前駆体を前記第2の圧力雰囲気下に置くまでの段階における前記第2の硬化性樹脂組成物の粘度が800〜5000Pa・sであり、
    前記積層前駆体を前記第2の圧力雰囲気下に置いた後の、前記シール部の幅が0.8〜3.0mmであり、かつ、前記シール部の断面形状における高さ/幅の比が0.05〜1であり、
    前記減圧雰囲気下にて、一対の基板間に第1の硬化性樹脂組成物を挟持し、密封した時点における前記シール部の高さ(H)と、前記積層前駆体を前記第2の圧力雰囲気下に置いた後の前記シール部の高さ(h)と、の比(H/h)が1.05〜2.5である積層体の製造方法。
  2. 前記第2の硬化性樹脂組成物の塗布時の粘度が10〜750Pa・sである、請求項1に記載の積層体の製造方法。
  3. 前記シール部で囲まれた領域に前記第1の硬化性樹脂組成物を供給する前に、前記第2の硬化性樹脂組成物を半硬化させる、請求項1または2に記載の積層体の製造方法。
  4. 前記第2の圧力雰囲気下にて、前記第1の硬化性樹脂組成物を硬化させる際に、前記第2の硬化性樹脂組成物を硬化させる、請求項1〜3のいずれか一項に記載の積層体の製造方法。
  5. 前記積層前駆体を前記第2の圧力雰囲気下に置いた後、前記第1の硬化性樹脂組成物を硬化させる前に、前記第2の硬化性樹脂組成物を硬化させる、請求項1〜3のいずれか一項に記載の積層体の製造方法。
  6. 形成されるシール部の角部付近において、前記第2の硬化性樹脂組成物の塗布幅が他の塗布幅に比べて細くなるように、前記一方の基板上の周辺部に第2の硬化性樹脂組成物を塗布する、請求項1〜5のいずれか一項に記載の積層体の製造方法。
  7. 前記第2の硬化性樹脂組成物の塗布時におけるシール部の角部内縁側の位置が、前記積層前駆体でのシール部の角部の内縁側の位置よりも基板の外縁側にくるように、前記一方の基板上の周辺部に第2の硬化性樹脂組成物を塗布する、請求項6に記載の積層体の製造方法。
  8. 前記一対の基板のうち、すくなくとも一つが、厚さ0.1〜3mmのガラス基板である、請求項1〜7のいずれか一項に記載の積層体の製造方法。
  9. 前記第1の硬化性樹脂組成物の粘度が0.2〜50Pa・sである、請求項1〜8のいずれか一項に記載の積層体の製造方法。
  10. 前記一対の基板と前記シール部とで密封された領域内に存在する第1の硬化性樹脂組成物の層の厚さが30〜3000μmである、請求項1〜9のいずれか一項に記載の積層体の製造方法。
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